《【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第3课时 专题 牛顿运动定律的综合应用课件 人教大纲版.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【创新设计】2011届高考物理一轮复习 第3课时 专题 牛顿运动定律的综合应用课件 人教大纲版.ppt（32页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、瞬时加速度问题一、瞬时加速度问题1a与与F合合的瞬时对应关系的瞬时对应关系 物体在每一瞬时的加速度只决定于这一瞬时的合力，而与这一瞬时之前或物体在每一瞬时的加速度只决定于这一瞬时的合力，而与这一瞬时之前或 之后的合外力没有关系之后的合外力没有关系第第3 3课时课时 专题专题 牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用2轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型的比较轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型的比较 特性特性模型模型 质量质量内部弹力内部弹力受外力时受外力时的形变量的形变量力能否突力能否突变变产生拉力产生拉力或压力或压力轻绳轻绳不计不计处处相等处处相等微小不计微小不计可以突变可以突
2、变只有拉力只有拉力没有压力没有压力橡皮绳橡皮绳较大较大一般不一般不能突变能突变只有拉力只有拉力没有压力没有压力轻弹簧轻弹簧较大较大一般不一般不能突变能突变既可有拉既可有拉力也可有力也可有压力压力轻杆轻杆微小不计微小不计可以突变可以突变既可有拉既可有拉力也可有力也可有支持力支持力当物体受力突然变化时，物体的加速度也会瞬间发生变化但是速度在该瞬间是当物体受力突然变化时，物体的加速度也会瞬间发生变化但是速度在该瞬间是不变的，因为速度的变化需要过程的积累不变的，因为速度的变化需要过程的积累1如图如图331所示，所示，A、B两木块间连一轻质弹簧，两木块间连一轻质弹簧，A、B质量相等，一起静止地放在一块光
3、滑木板上，若将质量相等，一起静止地放在一块光滑木板上，若将此木板突然抽去，在此瞬间，此木板突然抽去，在此瞬间，A、B两木块的加速度分两木块的加速度分别是别是()AaA0，aB2g BaAg，aBgCaA0，aB0 DaAg，aB2g图图331解析：解析：由题意得：当刚抽去木板时，弹簧还没有来得及恢复形变，所以弹力的大由题意得：当刚抽去木板时，弹簧还没有来得及恢复形变，所以弹力的大小不变，仍等于物体小不变，仍等于物体A的重力大小，对于物体的重力大小，对于物体B，受到的力为竖直向下的重力和，受到的力为竖直向下的重力和弹簧竖直向下的弹力的作用，根据牛顿第二定律得到物体弹簧竖直向下的弹力的作用，根据牛
4、顿第二定律得到物体B的加速度大小为的加速度大小为2g.而而对物体对物体A，进行受力分析得：受到竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力作用，进行受力分析得：受到竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力作用，两力不变，合力为零，根据牛顿第二定律得加速度为零，综上所述，本题的正确两力不变，合力为零，根据牛顿第二定律得加速度为零，综上所述，本题的正确选项为选项为A.答案：答案：A二、临界与极值问题二、临界与极值问题在在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现有可能处于不同的状态，特别是题
5、目中出现“最大最大”、“最小最小”、“刚好刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体在等词语时，往往会有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体在不同的加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件不同的加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件1“假设法假设法”分析动力学问题分析动力学问题假设法是解物理问题的一种重要方法，用假设法解题，一般依题意从某一假假设法是解物理问题的一种重要方法，用假设法解题，一般依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案，设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，
6、从而找出正确答案，这样解题科学严谨、合乎逻辑，而且可以拓宽思路，最常见的是用假设法判这样解题科学严谨、合乎逻辑，而且可以拓宽思路，最常见的是用假设法判定力的方向定力的方向方法一：首先假定某力不存在，看物体发生怎样的运动，然后再确定该力应在什方法一：首先假定某力不存在，看物体发生怎样的运动，然后再确定该力应在什么方向物体才会产生题目给定的运动状态么方向物体才会产生题目给定的运动状态方法二：假定某力沿某一方向，用运动规律进行验算，若算得正值，说明此力与方法二：假定某力沿某一方向，用运动规律进行验算，若算得正值，说明此力与假定的方向相同，否则相反假定的方向相同，否则相反方法三：在力的作用线上定出坐标
7、轴的正方向，将此力用正号运算，若求得的是方法三：在力的作用线上定出坐标轴的正方向，将此力用正号运算，若求得的是正值，说明此力与坐标轴同向，否则相反正值，说明此力与坐标轴同向，否则相反2“极限法极限法”分析动力学问题分析动力学问题在物体的运动状态变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将在物体的运动状态变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态叫临界状态相应的待求物理量的值叫临界值利用临界发生突变，此状态叫临界状态相应的待求物理量的值叫临界值利用临界值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径，也可以说是利用临界条值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径，也可
8、以说是利用临界条件求解这类问题的关键在于抓住满足临界值的条件，准确地分析物理过程，件求解这类问题的关键在于抓住满足临界值的条件，准确地分析物理过程，进行求解进行求解2如图如图332所示，质量都为所示，质量都为m的的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于用大小等于mg的恒力的恒力F向上拉向上拉B，运动距离，运动距离h时时B与与A分离则下列说法中正确分离则下列说法中正确的是的是()AB和和A刚分离时，弹簧为原长刚分离时，弹簧为原长 BB和和A刚分离时，它们的加速度为刚分离时，它们的加速度为gC弹簧的劲度系数等于弹簧的劲度系数等于mg/h D在在B与与A
9、分离之前，它们做匀加速运动分离之前，它们做匀加速运动解析：解析：在在施加外力施加外力F前，对前，对A、B整体受力分析可得：整体受力分析可得：2mgk kx1，A、B两物体分离两物体分离时，时，B物体受力平衡，两者加速度恰好为零，选项物体受力平衡，两者加速度恰好为零，选项A、B错误；对物体错误；对物体A：mgk kx2，由于由于x1x2h，所以弹簧的劲度系数为，所以弹簧的劲度系数为k kmg/h，选项，选项C正确；在正确；在B与与A分离之前，分离之前，由于弹簧弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，选项由于弹簧弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，选项D错误错误答案：答案：C三、整体法与隔离法选取的原则三、整体法
10、与隔离法选取的原则系系统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题，系统内的物体的加统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题，系统内的物体的加速度可以相同，也可以不相同，对该类问题处理方法如下：速度可以相同，也可以不相同，对该类问题处理方法如下：1隔离法的选取隔离法的选取(1)适适应情况：若系统内各物体的加速度不相同，且需要求物体之间的作用力应情况：若系统内各物体的加速度不相同，且需要求物体之间的作用力(2)处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列方程
11、求解，隔离法是受力分析的情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列方程求解，隔离法是受力分析的基础，应重点掌握基础，应重点掌握2整体法的选取整体法的选取(1)适应情况：若系统内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体适应情况：若系统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之间的作用力(2)处理方法：把系统内各物体看成一个整体处理方法：把系统内各物体看成一个整体(当成一个质点当成一个质点)来分析整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量或其他未知量)3整体法、隔离法交替运用原则：整体法、隔离法交替运用原则：若若系统内各物体具有
12、相同的加速度，且要求系统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适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离先整体求加速度，后隔离求内力求内力”运用整体法分析问题时，系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，如果系统运用整体法分析问题时，系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同，如果系统内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法求解内各物体的加速度仅大小相同，如通过滑轮连接的物体，应采用隔离法
13、求解3.如图如图333所示，所示，A、B两物块叠放后从倾角为两物块叠放后从倾角为30的光滑的光滑斜面上一起滑下，若物块斜面上一起滑下，若物块A质量为质量为0.4 k kg，A、B间接触面呈间接触面呈水平，求下滑时物块水平，求下滑时物块B对物块对物块A的支持力和摩擦力的支持力和摩擦力再隔离物块再隔离物块A受力分析受力分析(如右图所示如右图所示)，受重力、弹力和摩擦力，受重力、弹力和摩擦力，B物块的上表面水物块的上表面水平，所以平，所以B对对A的支持力的支持力FN竖直向上，竖直向上，B对对A的静摩擦力的静摩擦力Ff沿水平方向把加速度沿水平方向把加速度分解为竖直和水平两个方向，由牛顿第二定律，分解为
14、竖直和水平两个方向，由牛顿第二定律，则：则：mAgFNmAasin 30得，得，FN3 N，FfmAacos 30得得Ff N.答案：答案：3 N N解析：解析：把把A、B两物体作为一个整体分析，受重力、弹力作用，两物体作为一个整体分析，受重力、弹力作用，下滑时沿斜面方向合力产生的加速度可由牛顿第二定律求得下滑时沿斜面方向合力产生的加速度可由牛顿第二定律求得(mAmB)gsin 30 (mAmB)a所以所以a5 m/s2.【例【例1】 如如图图334所示，质量为所示，质量为m的球与弹簧的球与弹簧和和水平细线水平细线相连，相连，、的另一端分别固定于的另一端分别固定于P、Q.球静止时，球静止时，中
15、拉力大小为中拉力大小为F1，中拉力大小中拉力大小为为F2，当仅剪断，当仅剪断、中的一根的瞬间时，球的中的一根的瞬间时，球的加速度加速度a应是应是()A若断若断，则，则ag，方向竖直向下，方向竖直向下B若断若断，则，则a ，方向水平向左，方向水平向左C若断若断，则，则a ，方向沿，方向沿的延长线的延长线D若断若断，则，则ag，方向竖直向上，方向竖直向上解析：解析：如如果剪断细线，弹簧形变来不及变化，所以重力与弹力的合力水平向左，果剪断细线，弹簧形变来不及变化，所以重力与弹力的合力水平向左，大小为大小为F1sin 或或F2；如果剪断弹簧，水平细线的拉力来得及变化，物体只受重力；如果剪断弹簧，水平细
16、线的拉力来得及变化，物体只受重力作用，加速度为作用，加速度为g，方向竖直向下，方向竖直向下答案：答案：AB分析瞬时加速度问题，主要抓住分析瞬时加速度问题，主要抓住1分分析瞬时前后的受力情况及运动状态，列出相应的规律方程析瞬时前后的受力情况及运动状态，列出相应的规律方程2紧抓轻绳模型中的弹力可以突变、轻弹簧模型中的弹力不能突变这个力学特紧抓轻绳模型中的弹力可以突变、轻弹簧模型中的弹力不能突变这个力学特征征11如图如图335所示，在光滑的水平面上，所示，在光滑的水平面上，A、B两物体的质量两物体的质量mA2mB，A物与轻质弹簧相连，弹物与轻质弹簧相连，弹簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自
17、簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体由状态，当物体B沿水平向左运动，使弹簧压缩到沿水平向左运动，使弹簧压缩到最短时，最短时，A、B两物体间作用力为两物体间作用力为F，则弹簧给，则弹簧给A物物体的作用力的大小为体的作用力的大小为()AF B2F C3F D4F解析：解析：对对B由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得FmBa对对A、B整体由牛顿第二定律得整体由牛顿第二定律得F弹弹(mAmB)amA2mB由由得：得：F弹弹3F，所以选项，所以选项C正确正确答案：答案：C【例【例2】 如图如图336所示所示，一辆卡车后面用轻绳拖着一辆卡车后面用轻绳拖着质量为质量为m的物体的物体A，A与
18、地面的摩擦不计与地面的摩擦不计(1)当卡车以当卡车以a1 g的加速度运动时的加速度运动时，绳的拉力绳的拉力为为 mg，则则A对地面的压力为多大对地面的压力为多大？(2)当卡车的加速度当卡车的加速度a2g时，绳的拉力为多大时，绳的拉力为多大？解析：解析：(1)卡卡车和车和A的加速度一致由图知绳的拉力的分力使的加速度一致由图知绳的拉力的分力使A产生了加速度，产生了加速度，故有：故有：设地面对设地面对A的弹力为的弹力为FN，则有，则有FNmg 由牛顿第三定律得：由牛顿第三定律得：A对地面的压力为对地面的压力为 mg.(2)设地面对设地面对A弹力为零时，物体的临界加速度为弹力为零时，物体的临界加速度为
19、a0，则，则a0gcot g，故当，故当a2ga0时，物体已飘起，此时物体所受合力为时，物体已飘起，此时物体所受合力为mg，则由三角形知识可知，拉力，则由三角形知识可知，拉力F2答案：答案： 21如图如图337所示，在光滑水平面上叠放着所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体，已知两物体，已知mA6 k kg、mB 2 k kg，A、B间动摩擦因数间动摩擦因数0.2，在物体，在物体A上系一细线，细线所能承受上系一细线，细线所能承受的最大拉力是的最大拉力是20 N，现水平向右拉细线，现水平向右拉细线，g取取10 m/s2，则，则()A当拉力当拉力F12 N时，时，A静止不动静止不动B当拉力当拉力F
20、12 N时，时，A相对相对B滑动滑动C当拉力当拉力F16 N时，时，B受受A的摩擦力等于的摩擦力等于4 ND无论拉力无论拉力F多大，多大，A相对相对B始终静止始终静止解析：解析：设设A、B共同运动时的最大加速度为共同运动时的最大加速度为amax，最大拉力为，最大拉力为Fmax对对B：mAgmBamaxamax 6 m/s2对对A、B：Fmax(mAmB)amax48 N当当FFmax48 N时，时，A、B相对静止相对静止因为地面光滑，故因为地面光滑，故A错，当错，当F大于大于12 N而小于而小于48 N时，时，A相对相对B静止，静止，B错错当当F16 N时，其加速度时，其加速度a2 m/s2对
21、对B：Ff4 N，故，故C对对因为细线的最大拉力为因为细线的最大拉力为20 N，所以，所以A、B总是相对静止，总是相对静止，D对对答案：答案：CD【例【例3】 如如图图338所示，光滑水平面上放着质量分别所示，光滑水平面上放着质量分别为为m和和2m的木块各两个，其中两个质量为的木块各两个，其中两个质量为m的木块间的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是是mg.现用水平拉力现用水平拉力F拉其中一个质量为拉其中一个质量为2m的木块，的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉的最大拉力为力为()
22、解析：解析：由由于四个木块以同一加速度运动，可以把四个木块看做整体，由牛顿第二于四个木块以同一加速度运动，可以把四个木块看做整体，由牛顿第二定律可得定律可得F(m2mm2m)a当右边木块间的摩擦力达到最大时，轻绳中拉力最大，设最大拉力为当右边木块间的摩擦力达到最大时，轻绳中拉力最大，设最大拉力为FT，隔离，隔离右边上面的木块，由牛顿第二定律可得右边上面的木块，由牛顿第二定律可得mgFTma隔离右边下面的木块，由牛顿第二定律可得隔离右边下面的木块，由牛顿第二定律可得Fmg2ma联立上述三式解得轻绳对联立上述三式解得轻绳对m的最大拉力的最大拉力FT mg，正确选项为，正确选项为B.答案：答案：B选
23、择隔离的研究对象时，一定要选择受力确定的物体，不要选择受力不确定的物选择隔离的研究对象时，一定要选择受力确定的物体，不要选择受力不确定的物体，此题中由于左边木块之间的摩擦力尚未达到最大，因此不能隔离左边的木块体，此题中由于左边木块之间的摩擦力尚未达到最大，因此不能隔离左边的木块作为研究对象作为研究对象31如图如图339所示，在光滑的水平面上放着紧靠所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的在一起的A、B两物体，两物体，B的质量是的质量是A的的2倍，倍，B受到向受到向右的恒力右的恒力FB2 N，A受到的水平力受到的水平力FA(92t) N(t的的单位是单位是s)从从t0开始计时，则开始计时，则()A
24、A物体在物体在3 s末时刻的加速度是初始时刻的末时刻的加速度是初始时刻的 倍倍Bt4 s后，后，B物体做匀加速直线运动物体做匀加速直线运动Ct4.5 s时，时，A物体的速度为零物体的速度为零Dt4.5 s后，后，A、B的加速度方向相反的加速度方向相反解析：解析：对于对于A、B整体根据牛顿第二定律有整体根据牛顿第二定律有FAFB(mAmB)a，开始时合力为，开始时合力为11 N,3秒末合力为秒末合力为5 N，故，故A正确设正确设A、B间的作用力为间的作用力为FN，则对，则对B进行分析，由牛顿第二进行分析，由牛顿第二定律可得定律可得FNFBmBa，解得，解得FN N当当t4 s时，时，FN0，A、B两物体开始分离，此后两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，故做匀加速直线运动，故B正确；而正确；而A做加速度逐渐减小的加速运动，当做加速度逐渐减小的加速运动，当t4.5 s时，时，A物体的加速度为零而速度不为零，物体的加速度为零而速度不为零，故故C错误错误t4.5 s后，后，A所受合外力反向，即所受合外力反向，即A、B的加速度方向相反，故的加速度方向相反，故D正确正确当当t4 s时，时，A、B的加速度均为的加速度均为a .综上所述，选项综上所述，选项A、B、D正确正确答案：答案：ABD点击此处进入点击此处进入 作业手册作业手册