（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第3章 加强1讲 牛顿运动定律的综合应用

（新课标）河南省2015高考物理总复习讲义 第3章 加强1讲 牛顿运动定律的综合应用内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 牛顿运动定律的综合应用考点一 21动力学中整体法与隔离法的应用一、整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量) 二、隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解三、整体法、隔离法的交替运用原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“ 2、先整体求加速度，后隔离求内力” 1 个示范例 图 33 1(2012江苏高考)如图 33 1 所示，一夹子夹住木块，在力 F 作用下向上提升夹子和木块的质量分别为 m、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 F 的最大值是( )A. m MM 2fm M (mM)g D. ( mM)m MM 2fm Mm【审题指导】(1)木块从两侧均受到向上的摩擦力，且大小相同(2)当夹子与木块两侧的静摩擦力达到最大值时，木块刚要相对夹子滑动，对应拉力 析】对整个系统应用牛顿第二定律：F (Mm)g(M m)a对 M 应用牛顿第二定律：2 f a由联立可得：F ，故 A 正确2fm MM【答案】 (1)涉及 3、滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统) 各物体保持相对静止，即具有相同的加速度解题时，一般采用先整体、后隔离的方法建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度(3)斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析1 个预测例 如图 332 甲所示，质量为 M 的小车放在光滑的水平面上小车上用细线悬吊一质量为 m 的小球，M 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度 线与竖直方向成 角，细线的拉力为 T；如图 332 乙所示，若用一 4、力F 水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度 a向左运动时，细线与竖直方向也成 角，细线的拉力为 T )图 33 2Aaa，T T Baa，Taa ，TT Daa，TT【解析】对图甲整体分析，由牛顿第二定律得 a ，对小球受力分析如图(a)所示，因此有 图乙小球受力分析如图 (b)所示，因此有 T ，T 解得 TTmg/ ，a ，ag ，由于m，故 aa.【答案】22动力学中的临界极值问题分析一、临界状态与临界条件当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件二、临界或极值条件的标志1有些题目中有“刚好” 、 5、 “恰好” 、 “正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点2若题目中有“取值范围” 、 “多长时间” 、 “多大距离” 等词语，表明题述的过程存在着“起止点” ，而这些起止点往往就是临界状态三、临界问题的常用解法1极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态) 暴露出来，以达到正确解决问题的目的2假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题3数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式解出临界条件光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1 个示范例 如图 333 所示，光滑水平面上放置 6、质量分别为 m、2 m 的 A、B 两个物体，A、 B 间的最大静摩擦力为 用水平拉力 F 拉 B，使 A、B 以同一加速度运动，则拉力 F 的最大值为( )图 33 3A B2 3 D4 析】当 A、B 之间恰好不发生相对滑动时力 F 最大，此时，对于 A 物体所受的合外力为 牛顿第二定律知 g；对于 A、B 整体，加速度a A g，由牛顿第二定律得 F3 答案】C1 个预测例 图 33 4如图 334 所示，一轻质弹簧的一端固定于倾角 30的光滑斜面的顶端，另一端系有质量 m小球，小球被一垂直于斜面的挡板挡住，此时弹簧恰好为自然长度现使挡板以恒定加速度 a2 m/斜面向下运动(斜面足够长) 7、 ，已知弹簧的劲度系数 k50 N/m，g 取 10 m/1)求小球开始运动时挡板对小球的弹力的大小(2)求小球从开始运动到与挡板分离时弹簧的伸长量(3)判断小球与挡板分离后能否回到原出发点。 请简述理由【审题指导】(1)初始时刻，弹簧处于自然长度，小球受重力和挡板的支持力(2)球与挡板分离的临界条件为二者之间作用力恰为零【解析】(1)设小球受挡板的作用力为 为开始时弹簧对小球作用力为零，由牛顿第二定律得： F 1.(2)设小球受弹簧的拉力为 为小球与挡板分离时，挡板对小球的作用力为零，由牛顿第二定律得： F2由胡克定律得：F 2kx，x3 3)小球与挡板分离后不能回到原出发点因为整个过程中挡板 8、对小球的作用力沿斜面向上，小球位移沿斜面向下，挡板对小球做负功，小球和弹簧组成的系统的机械能减小【答案】见解析考点三 23动力学图象问题一、图象的类型1已知物体在一运动过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况2已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况二、问题的实质光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1 个示范例 ( 多选)静止在光滑水平面上的物体，同时受到在同一直线上的力 2 作用， 2 随时间变化的图象如图 335 9、所示，则 at 图象和 vt 图象是图中的()图 33 5【解析】由 Ft 图知，物体所受合力，在 0t 0 时间内均匀减小，在 t 0 时间内均匀增大根据牛顿第二定律知 A 对，B 错由速度和加速度的关系知，C 对，D 错【答案】1 个预测例 质量为 2 物体在水平推力 F 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去 F，其运动的 vt 图象如图 336 所示g 取 10 m/：图 33 6(1)物体与水平面间的动摩擦因数 ；(2)水平推力 F 的大小；(3)010 s 内物体运动位移的大小【解析】(1)设物体做匀减速直线运动的时间为 t 2、加速度为 2 m/f，根据牛顿第二定律，有Ff 10、立得 )设物体做匀加速直线运动的时间为 t 1、加速度为 1 m/F Ff联立得 F mg6 N.(3)根据 vt 图象围成的面积，得xx 1 (28)6 m 84 m46 2【答案】(1)2)6 N(3)46 “滑块、滑板组合模型”一、模型特点1上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2常见两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，(1)若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；(2)反向运动时，位移之和等于板长二、解题思路1分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度2对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木块之间的位移关系或速度关系， 11、建立方程.【规范解答】在力 F 作用过程中，M 和 m 都做匀加速直线运动，经过 掉力 F 后，m 继续做匀加速运动，M 做匀减速运动，当两者达到共同速度时，如果 m 恰好滑到 M 的左端，则时间为最短时间，作 vt 图象如图示设 刻撤掉力 F，此时，滑块的速度为 板的速度为 v1，t 2 时刻达到最终速度影部分的面积为板长 t 1 的过程中，由牛顿第二定律得：对滑块： mg，v 2a 2木板：F a 1，v 1a 1去力 F 后，木板的加速度变为 ： a 3由 vt 图象知：L (v1v 2)(v1v 2)(t2t 1) (v1v 2)12 12 12v1a 3(t2t 1) v2a 2(t 12、2t 1)联立以上各式得：t 11 s【答案】1 s(2013江苏高考)如图 3 38 所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为 接触面间的动摩擦因数均为 ，重力加速度为 3 8(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m 10.5 kg，m 2 码与纸板左端的距离 d0.1 m，取g10 m/lm，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大。 【解析】(1)砝码对纸板的摩擦力 面对纸板的摩擦力 (m1m 2)g，纸所受的摩擦力ff 1f 2 (2m1m 2)g.(2)设砝码的加。