創(chuàng)新設(shè)計屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第課時專題牛頓運動定律的綜合應(yīng)用課件人教大綱版

1、一、瞬時加速度問題一、瞬時加速度問題1a與與F合合的瞬時對應(yīng)關(guān)系的瞬時對應(yīng)關(guān)系 物體在每一瞬時的加速度只決定于這一瞬時的合力，而與這一瞬時之前或物體在每一瞬時的加速度只決定于這一瞬時的合力，而與這一瞬時之前或 之后的合外力沒有關(guān)系之后的合外力沒有關(guān)系第第3 3課時課時 專題專題 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用牛頓運動定律的綜合應(yīng)用2輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較輕繩、橡皮繩、輕彈簧、輕桿四種理想模型的比較 特性特性模型模型 質(zhì)量質(zhì)量內(nèi)部彈力內(nèi)部彈力受外力時受外力時的形變量的形變量力能否突力能否突變變產(chǎn)生拉力產(chǎn)生拉力或壓力或壓力輕繩輕繩不計不計處處相等處處相等微小不計微小不計可以突變可以突

2、變只有拉力只有拉力沒有壓力沒有壓力橡皮繩橡皮繩較大較大一般不一般不能突變能突變只有拉力只有拉力沒有壓力沒有壓力輕彈簧輕彈簧較大較大一般不一般不能突變能突變既可有拉既可有拉力也可有力也可有壓力壓力輕桿輕桿微小不計微小不計可以突變可以突變既可有拉既可有拉力也可有力也可有支持力支持力當(dāng)物體受力突然變化時，物體的加速度也會瞬間發(fā)生變化但是速度在該瞬間是當(dāng)物體受力突然變化時，物體的加速度也會瞬間發(fā)生變化但是速度在該瞬間是不變的，因為速度的變化需要過程的積累不變的，因為速度的變化需要過程的積累1如圖如圖331所示，所示，A、B兩木塊間連一輕質(zhì)彈簧，兩木塊間連一輕質(zhì)彈簧，A、B質(zhì)量相等，一起靜止地放在一塊光

3、滑木板上，若將質(zhì)量相等，一起靜止地放在一塊光滑木板上，若將此木板突然抽去，在此瞬間，此木板突然抽去，在此瞬間，A、B兩木塊的加速度分兩木塊的加速度分別是別是()AaA0，aB2g BaAg，aBgCaA0，aB0 DaAg，aB2g圖圖331解析：解析：由題意得：當(dāng)剛抽去木板時，彈簧還沒有來得及恢復(fù)形變，所以彈力的大由題意得：當(dāng)剛抽去木板時，彈簧還沒有來得及恢復(fù)形變，所以彈力的大小不變，仍等于物體小不變，仍等于物體A的重力大小，對于物體的重力大小，對于物體B，受到的力為豎直向下的重力和，受到的力為豎直向下的重力和彈簧豎直向下的彈力的作用，根據(jù)牛頓第二定律得到物體彈簧豎直向下的彈力的作用，根據(jù)牛

4、頓第二定律得到物體B的加速度大小為的加速度大小為2g.而而對物體對物體A，進(jìn)行受力分析得：受到豎直向下的重力和彈簧豎直向上的彈力作用，進(jìn)行受力分析得：受到豎直向下的重力和彈簧豎直向上的彈力作用，兩力不變，合力為零，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為零，綜上所述，本題的正確兩力不變，合力為零，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為零，綜上所述，本題的正確選項為選項為A.答案：答案：A二、臨界與極值問題二、臨界與極值問題在在應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題中，當(dāng)物體運動的加速度不同時，物體應(yīng)用牛頓運動定律解決動力學(xué)問題中，當(dāng)物體運動的加速度不同時，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題

5、目中出現(xiàn)“最大最大”、“最小最小”、“剛好剛好”等詞語時，往往會有臨界現(xiàn)象，此時要采用假設(shè)法或極限分析法，看物體在等詞語時，往往會有臨界現(xiàn)象，此時要采用假設(shè)法或極限分析法，看物體在不同的加速度時，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點，求出臨界條件不同的加速度時，會有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點，求出臨界條件1“假設(shè)法假設(shè)法”分析動力學(xué)問題分析動力學(xué)問題假設(shè)法是解物理問題的一種重要方法，用假設(shè)法解題，一般依題意從某一假假設(shè)法是解物理問題的一種重要方法，用假設(shè)法解題，一般依題意從某一假設(shè)入手，然后運用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進(jìn)行適當(dāng)討論，從而找出正確答案，設(shè)入手，然后運用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進(jìn)行適當(dāng)討論，

6、從而找出正確答案，這樣解題科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合乎邏輯，而且可以拓寬思路，最常見的是用假設(shè)法判這樣解題科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、合乎邏輯，而且可以拓寬思路，最常見的是用假設(shè)法判定力的方向定力的方向方法一：首先假定某力不存在，看物體發(fā)生怎樣的運動，然后再確定該力應(yīng)在什方法一：首先假定某力不存在，看物體發(fā)生怎樣的運動，然后再確定該力應(yīng)在什么方向物體才會產(chǎn)生題目給定的運動狀態(tài)么方向物體才會產(chǎn)生題目給定的運動狀態(tài)方法二：假定某力沿某一方向，用運動規(guī)律進(jìn)行驗算，若算得正值，說明此力與方法二：假定某力沿某一方向，用運動規(guī)律進(jìn)行驗算，若算得正值，說明此力與假定的方向相同，否則相反假定的方向相同，否則相反方法三：在力的作用線上定出坐標(biāo)

7、軸的正方向，將此力用正號運算，若求得的是方法三：在力的作用線上定出坐標(biāo)軸的正方向，將此力用正號運算，若求得的是正值，說明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反正值，說明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反2“極限法極限法”分析動力學(xué)問題分析動力學(xué)問題在物體的運動狀態(tài)變化過程中，往往達(dá)到某個特定狀態(tài)時，有關(guān)的物理量將在物體的運動狀態(tài)變化過程中，往往達(dá)到某個特定狀態(tài)時，有關(guān)的物理量將發(fā)生突變，此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)相應(yīng)的待求物理量的值叫臨界值利用臨界發(fā)生突變，此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)相應(yīng)的待求物理量的值叫臨界值利用臨界值來作為解題思路的起點是一種很有用的思考途徑，也可以說是利用臨界條值來作為解題思路的起點是一種很有用的思考途徑，也可

8、以說是利用臨界條件求解這類問題的關(guān)鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準(zhǔn)確地分析物理過程，件求解這類問題的關(guān)鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準(zhǔn)確地分析物理過程，進(jìn)行求解進(jìn)行求解2如圖如圖332所示，質(zhì)量都為所示，質(zhì)量都為m的的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，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，運動距離，運動距離h時時B與與A分離則下列說法中正確分離則下列說法中正確的是的是()AB和和A剛分離時，彈簧為原長剛分離時，彈簧為原長 BB和和A剛分離時，它們的加速度為剛分離時，它們的加速度為gC彈簧的勁度系數(shù)等于彈簧的勁度系數(shù)等于mg/h D在在B與與A

9、分離之前，它們做勻加速運動分離之前，它們做勻加速運動解析：解析：在在施加外力施加外力F前，對前，對A、B整體受力分析可得：整體受力分析可得：2mgk kx1，A、B兩物體分離兩物體分離時，時，B物體受力平衡，兩者加速度恰好為零，選項物體受力平衡，兩者加速度恰好為零，選項A、B錯誤；對物體錯誤；對物體A：mgk kx2，由于由于x1x2h，所以彈簧的勁度系數(shù)為，所以彈簧的勁度系數(shù)為k kmg/h，選項，選項C正確；在正確；在B與與A分離之前，分離之前，由于彈簧彈力逐漸減小，加速度逐漸減小，選項由于彈簧彈力逐漸減小，加速度逐漸減小，選項D錯誤錯誤答案：答案：C三、整體法與隔離法選取的原則三、整體法

10、與隔離法選取的原則系系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個物體連在一起運動的問題，系統(tǒng)內(nèi)的物體的加統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個物體連在一起運動的問題，系統(tǒng)內(nèi)的物體的加速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：1隔離法的選取隔離法的選取(1)適適應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力(2)處理方法：把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力處理方法：把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程

11、求解，隔離法是受力分析的情況和運動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點掌握基礎(chǔ)，應(yīng)重點掌握2整體法的選取整體法的選取(1)適應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體適應(yīng)情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力之間的作用力(2)處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個整體處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個整體(當(dāng)成一個質(zhì)點當(dāng)成一個質(zhì)點)來分析整體來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量或其他未知量)3整體法、隔離法交替運用原則：整體法、隔離法交替運用原則：若若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有

12、相同的加速度，且要求系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力求內(nèi)力”運用整體法分析問題時，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)運用整體法分析問題時，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，應(yīng)采用隔離法求解內(nèi)各物體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，應(yīng)采用隔離法

13、求解3.如圖如圖333所示，所示，A、B兩物塊疊放后從傾角為兩物塊疊放后從傾角為30的光滑的光滑斜面上一起滑下，若物塊斜面上一起滑下，若物塊A質(zhì)量為質(zhì)量為0.4 k kg，A、B間接觸面呈間接觸面呈水平，求下滑時物塊水平，求下滑時物塊B對物塊對物塊A的支持力和摩擦力的支持力和摩擦力再隔離物塊再隔離物塊A受力分析受力分析(如右圖所示如右圖所示)，受重力、彈力和摩擦力，受重力、彈力和摩擦力，B物塊的上表面水物塊的上表面水平，所以平，所以B對對A的支持力的支持力FN豎直向上，豎直向上，B對對A的靜摩擦力的靜摩擦力Ff沿水平方向把加速度沿水平方向把加速度分解為豎直和水平兩個方向，由牛頓第二定律，分解為

14、豎直和水平兩個方向，由牛頓第二定律，則：則：mAgFNmAasin 30得，得，F(xiàn)N3 N，F(xiàn)fmAacos 30得得Ff N.答案：答案：3 N N解析：解析：把把A、B兩物體作為一個整體分析，受重力、彈力作用，兩物體作為一個整體分析，受重力、彈力作用，下滑時沿斜面方向合力產(chǎn)生的加速度可由牛頓第二定律求得下滑時沿斜面方向合力產(chǎn)生的加速度可由牛頓第二定律求得(mAmB)gsin 30 (mAmB)a所以所以a5 m/s2.【例【例1】 如如圖圖334所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的球與彈簧的球與彈簧和和水平細(xì)線水平細(xì)線相連，相連，、的另一端分別固定于的另一端分別固定于P、Q.球靜止時，球靜止時，中

15、拉力大小為中拉力大小為F1，中拉力大小中拉力大小為為F2，當(dāng)僅剪斷，當(dāng)僅剪斷、中的一根的瞬間時，球的中的一根的瞬間時，球的加速度加速度a應(yīng)是應(yīng)是()A若斷若斷，則，則ag，方向豎直向下，方向豎直向下B若斷若斷，則，則a ，方向水平向左，方向水平向左C若斷若斷，則，則a ，方向沿，方向沿的延長線的延長線D若斷若斷，則，則ag，方向豎直向上，方向豎直向上解析：解析：如如果剪斷細(xì)線，彈簧形變來不及變化，所以重力與彈力的合力水平向左，果剪斷細(xì)線，彈簧形變來不及變化，所以重力與彈力的合力水平向左，大小為大小為F1sin 或或F2；如果剪斷彈簧，水平細(xì)線的拉力來得及變化，物體只受重力；如果剪斷彈簧，水平細(xì)

16、線的拉力來得及變化，物體只受重力作用，加速度為作用，加速度為g，方向豎直向下，方向豎直向下答案：答案：AB分析瞬時加速度問題，主要抓住分析瞬時加速度問題，主要抓住1分分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，列出相應(yīng)的規(guī)律方程析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，列出相應(yīng)的規(guī)律方程2緊抓輕繩模型中的彈力可以突變、輕彈簧模型中的彈力不能突變這個力學(xué)特緊抓輕繩模型中的彈力可以突變、輕彈簧模型中的彈力不能突變這個力學(xué)特征征11如圖如圖335所示，在光滑的水平面上，所示，在光滑的水平面上，A、B兩物體的質(zhì)量兩物體的質(zhì)量mA2mB，A物與輕質(zhì)彈簧相連，彈物與輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端固定在豎直墻上，開始時，彈簧處于自

17、簧的另一端固定在豎直墻上，開始時，彈簧處于自由狀態(tài)，當(dāng)物體由狀態(tài)，當(dāng)物體B沿水平向左運動，使彈簧壓縮到沿水平向左運動，使彈簧壓縮到最短時，最短時，A、B兩物體間作用力為兩物體間作用力為F，則彈簧給，則彈簧給A物物體的作用力的大小為體的作用力的大小為()AF B2F C3F D4F解析：解析：對對B由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得FmBa對對A、B整體由牛頓第二定律得整體由牛頓第二定律得F彈彈(mAmB)amA2mB由由得：得：F彈彈3F，所以選項，所以選項C正確正確答案：答案：C【例【例2】 如圖如圖336所示所示，一輛卡車后面用輕繩拖著一輛卡車后面用輕繩拖著質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體的物體A，A與

18、地面的摩擦不計與地面的摩擦不計(1)當(dāng)卡車以當(dāng)卡車以a1 g的加速度運動時的加速度運動時，繩的拉力繩的拉力為為 mg，則則A對地面的壓力為多大對地面的壓力為多大？(2)當(dāng)卡車的加速度當(dāng)卡車的加速度a2g時，繩的拉力為多大時，繩的拉力為多大？解析：解析：(1)卡卡車和車和A的加速度一致由圖知繩的拉力的分力使的加速度一致由圖知繩的拉力的分力使A產(chǎn)生了加速度，產(chǎn)生了加速度，故有：故有：設(shè)地面對設(shè)地面對A的彈力為的彈力為FN，則有，則有FNmg 由牛頓第三定律得：由牛頓第三定律得：A對地面的壓力為對地面的壓力為 mg.(2)設(shè)地面對設(shè)地面對A彈力為零時，物體的臨界加速度為彈力為零時，物體的臨界加速度為

19、a0，則，則a0gcot g，故當(dāng)，故當(dāng)a2ga0時，物體已飄起，此時物體所受合力為時，物體已飄起，此時物體所受合力為mg，則由三角形知識可知，拉力，則由三角形知識可知，拉力F2答案：答案： 21如圖如圖337所示，在光滑水平面上疊放著所示，在光滑水平面上疊放著A、B兩物體，已知兩物體，已知mA6 k kg、mB 2 k kg，A、B間動摩擦因數(shù)間動摩擦因數(shù)0.2，在物體，在物體A上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受上系一細(xì)線，細(xì)線所能承受的最大拉力是的最大拉力是20 N，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，現(xiàn)水平向右拉細(xì)線，g取取10 m/s2，則，則()A當(dāng)拉力當(dāng)拉力F12 N時，時，A靜止不動靜止不動B當(dāng)拉力當(dāng)拉力F

20、12 N時，時，A相對相對B滑動滑動C當(dāng)拉力當(dāng)拉力F16 N時，時，B受受A的摩擦力等于的摩擦力等于4 ND無論拉力無論拉力F多大，多大，A相對相對B始終靜止始終靜止解析：解析：設(shè)設(shè)A、B共同運動時的最大加速度為共同運動時的最大加速度為amax，最大拉力為，最大拉力為Fmax對對B：mAgmBamaxamax 6 m/s2對對A、B：Fmax(mAmB)amax48 N當(dāng)當(dāng)FFmax48 N時，時，A、B相對靜止相對靜止因為地面光滑，故因為地面光滑，故A錯，當(dāng)錯，當(dāng)F大于大于12 N而小于而小于48 N時，時，A相對相對B靜止，靜止，B錯錯當(dāng)當(dāng)F16 N時，其加速度時，其加速度a2 m/s2對

21、對B：Ff4 N，故，故C對對因為細(xì)線的最大拉力為因為細(xì)線的最大拉力為20 N，所以，所以A、B總是相對靜止，總是相對靜止，D對對答案：答案：CD【例【例3】 如如圖圖338所示，光滑水平面上放著質(zhì)量分別所示，光滑水平面上放著質(zhì)量分別為為m和和2m的木塊各兩個，其中兩個質(zhì)量為的木塊各兩個，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是是mg.現(xiàn)用水平拉力現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉的最大拉力為力為()

22、解析：解析：由由于四個木塊以同一加速度運動，可以把四個木塊看做整體，由牛頓第二于四個木塊以同一加速度運動，可以把四個木塊看做整體，由牛頓第二定律可得定律可得F(m2mm2m)a當(dāng)右邊木塊間的摩擦力達(dá)到最大時，輕繩中拉力最大，設(shè)最大拉力為當(dāng)右邊木塊間的摩擦力達(dá)到最大時，輕繩中拉力最大，設(shè)最大拉力為FT，隔離，隔離右邊上面的木塊，由牛頓第二定律可得右邊上面的木塊，由牛頓第二定律可得mgFTma隔離右邊下面的木塊，由牛頓第二定律可得隔離右邊下面的木塊，由牛頓第二定律可得Fmg2ma聯(lián)立上述三式解得輕繩對聯(lián)立上述三式解得輕繩對m的最大拉力的最大拉力FT mg，正確選項為，正確選項為B.答案：答案：B選擇隔離的研究對象時，一定要選擇受力確定的物體，不要選擇受力不確定的物選擇隔離的研究對象時，一定要選擇受力確定的物體，不要選擇受力不確定的物體，此題中由于左邊木塊之間的摩擦力尚未達(dá)到最大，因此不能隔離左邊的木塊體，此題中由于左邊木塊之間的摩擦力尚