（高考零距离）（上海专用）2014-2015高三物理总复习（考点解读+教学归纳+分类解析）第三章 第11讲 牛顿运动定律解决的两类问题

（高考零距离）（上海专用）2014-2015高三物理总复习（考点解读+教学归纳+分类解析）第三章 第11讲 牛顿运动定律解决的两类问题内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、程序法的应用考点解读考点 解读 学习水平 题 目 分 布牛顿第二定律的应用掌握牛顿运动定律的应用 (仅要求解决单个物体的问题，不要求讨论摩擦力做动力问题 )D 10 年上海高考第 11 题11 年上海高考第 31 题12 年上海高考第 30 题教学目标1学会将物体运动过程划分为多个不同的过程或多个不同的状态，深刻理解加速度与合外力对应关系，然后对各个过程或各个状态进行分析，求解所求问题2顿运动定律解决动力学的两类问题1运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型( 两类动力学基本问题)：(1)已知物体的受力情况，要求物体的运动情况如物体运动的位 2、移、速度及时间等(2)已知物体的运动情况，要求物体的受力情况(求力的大小和方向) 但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案2两类动力学基本问题的解题思路图解如下： 可见，不论求解哪一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键3我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，如at，sv 0t v v 2as，v 等12 2t 20 st 序法解题1程序法：按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程( 或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法可称为程序法2程序法解题的基本思路是：划分出题目 3、中有多少个不同的过程或多少个不同状态对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果前一个过程的结束是后一个过程的开始，两个过程的交接点是问题的关键3说明：在求解物体从一种运动过程( 或状态)变化到另一种运动过程(或状态) 的力学光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (称之为“程序题”)时，通常用“程序法”求解，即要求我们从读题开始，就要注意到题中能划分为多少个不同的过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行分析(称之为“程序分析”)，最后逐一列式求解得到结论 “程序法”是一种重要的基本解题方法分类剖析(一)正交分解法应用例 1如图(a)所示，质量为 m 的人站在自动扶梯上，已知鞋 4、底与扶梯间的滑动摩擦系数为 ，扶梯与水平面间的夹角为 ，假定人随扶梯以加速度 a 一起向上加速运动，这时人受到的摩擦力大小是多少。 扶梯对人的支持力多大。 (a)(b)【解析】分析人的受力情况，如图(b )所示，将 a 正交分解得 a xa fma mgma mg例 2如图所示，在箱内倾角为 的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m 的木块求：(1)箱以加速度 a 匀加速上升；(2)箱以加速度 a 向左匀加速运动时，线对木块的拉力 斜面对箱的压力 多大。 【解析】(1)如图(1) 所示， a 向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以 合力 F 必然竖直向上可先求 F，再由 和 解 5、，得到：F1m(ga )F 2m(ga)显然这种方法比正交分解法简单(1)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)(2)如图(2)所示，a 向左时，箱 受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解( 同时正交分解 a)，然后分别沿x、y 轴列方程求 2：F1m( )，F 2 m( )经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单(二)动力学的两类问题例 3如图(a)所示，质量为 1木块静止在水平地面上，它与地面间摩擦系数为 用与竖直方向成 37角的 10N 力拉木块，经过 2s 后突然使该力改变 180，直至木 6、块静止，求： (1)第 2s 末木块的速度及 2s 内所通过的位移(2)木块停下的位置离出发点的距离(a)(b)(c)【解析】这是一个已知物体受力情况，求物体运动的问题以木块为研究对象，木块受到拉力 F、摩擦力 f、重力 G 的作用，作图(b)，以加速度方向为 x 轴正方向，建立直角坐标系，根据牛顿第二定律，列出方程，再根据运动学公式求解(1)对木块受力分析如图(b)，得f1(1)N2) N(3)由(1)、(2)、(3)式解得a （ ） m 5m/s 210（ 10 10块由静止出发v5210m/s 522102光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (2)对木块再次进行受力分析，如图(c)f 7、 2(1)N2) N(3)由(1)、(2)、(3)式解得a （ ）m15m/s 21010 10由运动学公式，木块做匀减速直线运动as， s 102215停下来离出发点的距离是 Lss在水平轨道上有一列火车由静止开始匀加速行驶，前 10s 内走过了 40m，此时车厢与机车脱钩，机车的牵引力不变，再过 10s，车厢与机车相距 60m，求机车的质量 M 和车厢的质量 m 的比(不计阻力) 【解析】设机车质量为 M、车厢质量为 速度为 a；脱钩后，机车所受合外力不变，质量减少，加速度增大为 a，机车做匀加速运动，而车厢做匀速直线运动，再过 10s，两者之间距离为 60m，因此本题是已知物体运动求受力 8、问题由运动学公式s a s 2240102由牛顿第二定律F (Mm) a(1)又因为脱钩后，机车所受合外力不变F(2)由(1)、(2)两式解得(M m)a a s 1at 212车厢位移s 2s 1s 2at 2at 2 2 M 60 02， M 2光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，传送带与水平地面倾角 37 ，传送带 为 16m，传送带以10m/s 的速率逆时针转动，在传送带上端 A 无初速地放一个质量为 物体，它与传送带之间的动摩擦系数为 运动到 B 所需时间是多少。 【解析】物体放到传送带上后，开始阶段，传送带速度大于物体的速度，物体相对传送带向上运动，所以物体的滑动摩擦力沿传送带 9、向下，物体做初速为零的匀加速运动；当物体速度等于传送带的速度后，由于 ，物体在重力作用下继续做加速运动，v 皮 传送带对物体的滑动摩擦力沿传送带向上由牛顿第二定律 10(10m/s 2当物体速度等于皮带速度时 1010物体位移s 1 10151 12 12由于 物体继续加速运动 ， m/s 2由运动学公式Ls 1 解得t 21s物体由 A 运动到 B 时间t t 1t 22一质点由静止起受力 用加速运 动，经时间 t 后，将力 去，立即加上与 向的力 经时间 t，质点恰返回出发点，求 比值【解析】质点先以加速度 初速度为零的匀加速运动，后以加速度 匀减速运动，且相等时间内位移大小相等、方向相反 10、根据运动学公式确定 关系，再由牛顿第二定律确定 关系由牛顿第二定律F 1, 1t 质点速度v1a 1s 1 1)12 1 后，质点的加速度大小 世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，以 正方向，物体先做减速运动，再反过来做加速运动，经过时间 t，回到出发点，此过程位移为s，质点位移方程为sv 1t 2)12 22)、(2)两式解得 1m 22m 33例 7如图所示，质量 m1小物体从倾角 37的光滑斜面上 A 点静止开始下滑，经过 B 点后进入粗糙水平面( 经过 B 点时速度大小不变而方向变为水平 )1)小物体从 A 点开始运动到停止的时间 t小物体与地面间的动摩擦因数 多大。 (2)若在小物 11、体上 始终施加一个水平向左的恒力 F，发现当 FF 0 时，小物体恰能从A 点静止出发，沿 达水平面上的 C 点停止， 大小(3)某同学根据(2)问的结果，得到如下判断：“当 FF 0 时，小物体一定能从 A 点静止出发，沿 达 C 点 ”这一观点是否有疏漏，若有，请对 F 的范围予以补充( 解析】(1)物体在斜面上的加速度 a1 6m/s 2物体在斜面上运动中 得 s ，v Ba 1m/1物体在水平面上的加速度 g，t 2a 2 2)对 A 到 C 列动能定理式，其中 h 为斜面高度，L 为斜面水平宽度 0() N(3)有疏漏，F 太大物体会离开斜面，而不能沿 动临界状态为物体沿斜面运动但与斜面没有弹力，此时 Fmg/ F 0。