高考物理二轮复习专题一 力与直线运动 第5课时 牛顿运动定律的综合应用课件1

第 5 课 时 牛 顿 运 动 定 律 的 综 合 应 用 易 混 点 一 牛 顿 第 二 定 律 的 瞬 时 性加 速 度 与 合 外 力 具 有 瞬 时 对 应 关 系 ， 二 者 总 是 同 时 产 生 、 同时 变 化 、 同 时 消 失 ， 具 体 可 简 化 为 以 下 两 种 模 型 ： 【 练 1】 两 个 质 量 均 为 m 的 小 球 ， 用 两 条 轻 绳 连接 ， 处 于 平 衡 状 态 ， 如 图 1所 示 。 现 突 然 迅 速剪 断 轻 绳 OA， 让 小 球 下 落 ， 在 剪 断 轻 绳 的 瞬间 ， 设 小 球 A、 B的 加 速 度 分 别 用 a1和 a2表 示 ， 则 ( ) 图 1A.a1 g， a2 g B.a1 0， a2 2gC.a1 g， a2 0 D.a1 2g， a2 0解析由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a 1a2g。故选项A正确。答 案 A 易 错 点 二 不 能 正 确 理 解 图 象 所 提 供 的 信 息分 析 图 象 问 题 时 常 见 的 误 区(1)没 有 看 清 横 、 纵 坐 标 所 表 示 的 物 理 量 及 单 位 。(2)没 有 注 意 坐 标 原 点 是 否 从 零 开 始 。(3)不 清 楚 图 线 的 点 、 斜 率 、 面 积 等 的 物 理 意 义 。(4)忽 视 对 物 体 的 受 力 情 况 和 运 动 情 况 的 分 析 。 【 练 2】 如 图 2甲 所 示 ， 质 量 为 m 2 kg的 物 体 在 水 平 面 上 向 右做 直 线 运 动 。 过 A点 时 给 物 体 一 个 水 平 向 左 的 恒 力 F并 开 始 计时 ， 选 水 平 向 右 为 速 度 的 正 方 向 ， 通 过 速 度 传 感 器 测 出 物 体的 瞬 时 速 度 ， 所 得 v t图 象 如 图 乙 所 示 。 取 重 力 加 速 度 g 10 m/s2。 求 ： 图 2 (1)力 F的 大 小 和 物 体 与 水 平 面 间 的 动 摩 擦 因 数 ；(2)10 s末 物 体 离 A点 的 距 离 。解 析 (1)设 物 体 向 右 做 匀 减 速 直 线 运 动 的 加 速 度 大 小 为 a1， 则由 v t图 象 得 a1 2 m/s2根 据 牛 顿 第 二 定 律 ， 有 F m g m a1设 物 体 向 左 做 匀 加 速 直 线 运 动 的 加 速 度 大 小 为 a2，则由vt图象得a21 m/s2根据牛顿第二定律，有Fm gm a2联立得F3 N，0.05(2)设10 s末物体离A点的距离为d，由vt图象与横轴所围的面积的物理意义得d2 m负号表示物体在A点左侧。 答案(1)3 N 0.05 (2)2 m A点 左 侧 疑 难 点 三 连 接 体 问 题 的 分 析 方 法 【 练 3】 如 图 3所 示 ， 有 材 料 相 同 的 P、 Q两 物 块 通 过 轻 绳 相 连 ，并 在 拉 力 F作 用 下 沿 斜 面 向 上 运 动 ， 轻 绳 与 拉 力 F的 方 向 均 平行 于 斜 面 。 当 拉 力 F一 定 时 ， Q受 到 绳 的 拉 力 ( )图 3 A.与 斜 面 倾 角 有 关 B.与 动 摩 擦 因 数 有 关C.与 系 统 运 动 状 态 有 关 D.仅 与 两 物 块 质 量 有 关答 案 D 疑 难 点 四 动 力 学 中 的 临 界 问 题几 种 临 界 状 态 和 其 对 应 的 临 界 条 件 如 下 表 所 示临 界 状 态 临 界 条 件速 度 达 到 最 大 物 体 所 受 的 合 外 力 为 零两 物 体 刚 好 分 离 两 物 体 间 的 弹 力 FN 0绳 刚 好 被 拉 直 绳 子 张 力 为 零绳 刚 好 被 拉 断 绳 子 张 力 等 于 绳 能 承 受 的 最 大 拉 力 (1)轻 绳 BC刚 好 被 拉 直 时 ， 车 的 加 速 度 是 多 大 ？ (要 求 画 出 受 力图 )(2)在 不 拉 断 轻 绳 的 前 提 下 ， 求 车 向 左 运 动 的 最 大 加 速 度 是 多 大 。(要 求 画 出 受 力 图 ) 图 4 答 案 (1)g 图 见 解 析 (2)3g 图 见 解 析 真题示例【 例 1】 (20164月 浙 江 学 考 )如 图 5是 上 海 中 心 大 厦 ， 小 明 乘 坐大 厦 快 速 电 梯 ， 从 底 层 到 达 第 119层 观 光 平 台 仅 用 时 55 s。 若电 梯 先 以 加 速 度 a1做 匀 加 速 运 动 ， 达 到 最 大 速 度 18 m/s， 然后 以 最 大 速 度 匀 速 运 动 ， 最 后 以 加 速 度 a2做 匀 减 速 运 动 恰 好到 达 观 光 平 台 。 假 定 观 光 平 台 高 度 为 549 m。图 5 (1)若 电 梯 经 过 20 s匀 加 速 达 到 最 大 速 度 ， 求 加 速 度 a1及 上 升 高 度h；(2)在 (1)问 中 的 匀 加 速 上 升 过 程 中 ， 若 小 明 的 质 量 为 60 kg， 求 小明 对 电 梯 地 板 的 压 力 ；(3)求 电 梯 匀 速 运 动 的 时 间 。 答 案 (1)0.9 m/s2 180 m (2)654 N 方 向 竖 直 向 下 (3)6 s 【 例 2】 (201610月 浙 江 选 考 )在 某 段 平 直 的 铁 路 上 ， 一 列 以324 km/h高 速 行 驶 的 列 车 某 时 刻 开 始 匀 减 速 行 驶 ， 5 min后 恰好 停 在 某 车 站 ， 并 在 该 站 停 留 4 min， 随 后 匀 加 速 驶 离 车 站 ，经 8.1 km后 恢 复 到 原 速 324 km/h。图 6 (1)求 列 车 减 速 时 的 加 速 度 大 小 ；(2)若 该 列 车 总 质 量 为 8.0 105 kg， 所 受 阻 力 恒 为 车 重 的 0.1倍 ，求 列 车 驶 离 车 站 加 速 过 程 中 牵 引 力 的 大 小 ；(3)求 列 车 从 开 始 减 速 到 恢 复 原 速 这 段 时 间 内 的 平 均 速 度 大 小 。 答 案 (1)0.3 m/s2 (2)1.2 106 N (3)30 m/s 图 7(1)A车 的 加 速 度 aA和 牵 引 力 FA；(2)0 3 s内 B车 的 位 移 xB和 牵 引 力 FB。 答 案 (1)1.75 m/s2 1.45 104 N (2)9 m 0 冲刺训练1.汽 车 由 静 止 开 始 在 平 直 的 公 路 上 行 驶 ， 在 0 40 s内 汽 车 的 加速 度 随 时 间 变 化 的 图 象 如 图 8所 示 ， 则 汽 车 位 移 最 大 的 时 刻是 ( ) 图 8 A.40 s末 B.30 s末 C.20 s末 D.10 s末解 析 0 10 s内汽车做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2，10 s末汽车的速度为20 m/s；1020 s内汽车的加速度为0，故汽车做匀速直线运动；2040 s内汽车的加速度为1 m/s2，故汽车做匀减速直线运动，40 s末汽车的速度恰好减为0。因为40 s内汽车始终向同一方向运动，所以汽车位移最大的时刻是40 s末，选项A正确。答案A 2.(2016温 州 学 考 模 拟 )某 运 动 员 做 跳 伞 训 练 ， 他 从 悬 停 在 空 中的 直 升 飞 机 上 由 静 止 落 下 ， 如 图 9所 示 ， 经 过 8 s后 打 开 降 落伞 ， 运 动 员 做 匀 减 速 直 线 运 动 ， 再 经 过 16 s后 刚 好 到 达 地 面 ，且 速 度 恰 好 为 零 。 忽 略 打 开 降 落 伞 前 的 空 气 阻 力 和 打 开 降 落伞 的 时 间 。 已 知 运 动 员 和 伞 的 总 质 量 m 60 kg。求 ： (g 10 m/s2) 图 9 (1)打 开 降 落 伞 时 运 动 员 的 速 度 大 小 ；(2)打 开 降 落 伞 后 运 动 员 的 加 速 度 大 小 ；(3)打 开 降 落 伞 后 运 动 员 和 伞 受 到 的 阻 力 大 小 。 答 案 (1)80 m/s (2)5 m/s 2 (3)900 N 3.(20169月 绍 兴 适 应 性 考 试 )中 国 已 迈 入 高 铁 时 代 ， 高 铁 拉 近 了人 们 的 距 离 ， 促 进 了 经 济 的 发 展 。 一 辆 高 铁 测 试 列 车 从 甲 站始 发 最 后 停 靠 乙 站 ， 车 载 速 度 传 感 器 记 录 了 列 车 运 行 的 v t图 象 如 图 10所 示 。 已 知 列 车 的 质 量 为 4.0 105 kg， 假 设 列 车运 行 中 所 受 的 阻 力 是 其 重 力 的 0.02倍 ， 求 ：图 10 (1)甲 、 乙 两 站 间 的 跨 度 L；(2)列 车 出 站 时 的 加 速 度 大 小 ；(3)列 车 出 站 时 的 牵 引 力 大 小 。答 案 (1)115.2 km (2)0.5 m/s 2 (3)2.8 105 N