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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题,三 牛顿运动定律,考情解读,课标要求,1.,通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系,.,理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题,.,通过实验,认识超重和失重现象,.,2.,知道国际单位制中的力学单位,.,了解单位制在物理学中的重要意义,.,考情解读,命题探究,1.,命题分析,:,高考对本专题的考查以选择题为主,.,命题有通过运动图像提供信息,分析物体的实际运动,;,也有以生活中的常见现象为背景的计算题,.,2.,趋势分析,:,重点考查对牛顿运动定律的理解及灵活应用,.,试题联系生产、生活实际,涉及临界、极值并与图像相结合等的综合应用、对学生的理解能力、分析综合能力及应用数学方法解题的能力等要求较高,.,考情解读,核心素养聚焦,物理观念,:,1.,理解质量的含义,理解惯性的概念,;2.,理解和掌握牛顿运动定律,;3.,能从运动与相互作用的视角分析自然与生活中的有关简单问题,.,科学思维,:,1.,应用“理想实验”思想方法分析问题,;2.,运用牛顿运动定律分析、解决问题,;3.,掌握“整体法”“隔离法”“图像法”“控制变量法”“临界法”等的应用,.,考情解读,科学探究,:,1.,通过实验探究加速度与力和质量的关系,;2.,通过实验,认识超重和失重,.,科学态度与责任,:,通过对牛顿运动定律的应用,进一步认识物理学是对自然现象的描述与理解,激发学生学习物理的兴趣,形成正确的世界观、人生观和价值观,.,考情解读,核心考点,考题取样,考法考向,1,.,牛顿运动定律的理解与应用,2020,江苏,T5,2020,山东,T1,2020,浙江,1,月选考,T2,考查中欧班列加速运动,求牵引力,涉及,s-t,图像考查电梯内乘客的运动和受力情况,通过掰手腕考查对牛顿第三定律的理解,2,.,动力学两类基本问题,2020,浙江,7,月选考,T2,2019,全国,T20,2019,江苏,T15,考查公交车内行李箱的受力和运动分析,结合图像综合考查力和运动关系问题,以滑板、滑块的相互作用运动关系为背景,求解力与运动关系的计算题,考情解读,核心考点,考题取样,考法考向,3,.,实验,:,探究加速度与力、质量的关系,2018,全国,T23,2017,浙江下半年选考,T17,测木板与木块间的动摩擦因数,对实验原理及方法进行考查,考点,1,牛顿,运动定律的理解与应用,考点,必备知识通关,1,.,对牛顿第一定律的理解,(,又叫惯性定律,),一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止,.,学习,理解,1,.,力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,.,2,.,运动状态的改变就是速度的改变,包含速度的大小和方向中任意一个发生改变或两者同时发生改变,.,3,.,一切有质量的物体都具有惯性,质量是惯性大小唯一的量度,.,2,.,牛顿第二定律的基本特性,考点,必备知识通关,矢量性,公式,F=ma,是矢量式,任一时刻,a,与,F,同向,.,瞬时性,a,与,F,对应同一时刻,即,a,为某时刻的加速度时,F,为该时刻物体所受的合外力,.,因果性,F,是产生,a,的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力,.,同一性,F=ma,中,F,、,m,、,a,对应同一物体或同一系统,.,独立性,(1),作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律,;,(2),物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和,;,(3),力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,即,F,x,=ma,x,F,y,=ma,y,.,考点,必备知识通关,局限性,(1),只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速运动情况,;,(2),只适用于惯性参考系,.,相对性,牛顿第二定律必须是对相对地面静止或做匀速直线运动的参考系而言的,对相对地面做变速运动的参考系不适用,.,统一性,F,、,m,、,a,三者必须统一使用国际单位制中的单位,.,考点,必备知识通关,概括,整合,1,.,牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略,“,理想实验,”,为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的,;,牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律,.,2,.,牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系,即,F=ma.,考点,必备知识通关,3,.,由牛顿第二定律确定的力和运动的关系,(1),合力与加速度的,关系,(2),直线运动中加速度与速度的关系,考点,必备知识通关,(,3),力和运动的关系,4,.,对牛顿第三定律的理解,(1),作用力与反作用力的关系,作用力与反作用力的关系可总结为,“,三同、三异、三无关,”,.,三同,三异,考点,必备知识通关,三无关,(2),一对平衡力与作用力和反作用力的比较,考点,必备知识通关,作用力和反作用力,一对平衡力,相同点,等大、反向、作用在同一条直线上,.,不,同,点,受,力物体,作用在两个不同的物体上,.,作用在同一个物体上,.,依赖关系,相互依存,不可单独存在,.,无依赖关系,解除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡,.,力,的效果,两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力,.,两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零,.,力,的性质,一定相同,.,不一定相同,.,考点,必备知识通关,超重,失重,完全失重,产生,条件,物体的加速度方向竖直向上,.,物体的加速度方向竖直向下,.,物体的加速度方向竖直向下,大小等于,g.,原理,方程,F-mg=ma,F=m,(,g+a,),mg-F=ma,F=m,(,g-a,),mg-F=ma,a=g,F=,0,运动,状态,加速上升或减速下降,.,加速下降或减速上升,.,以,a=g,加速下降或减速上升,.,5,.,超重、失重和完全失重的比较,考点,必备知识通关,6.,单位制,(1),基本单位和导出单位一起组成了单位制,.,(2),国际单位制中的基本单位,考点,必备知识通关,基本物理量,符号,单位名称,单位符号,质量,m,千克,(,公斤,),kg,时间,t,秒,s,长度,l,米,m,电流,I,安,培,A,热力学温度,T,开,尔文,K,物质的量,n,(),摩,尔,mol,发光强度,I,(,I,V,),坎,德拉,cd,考法,解题能力提升,考法,1,牛顿第一定律,的理解与应用,示例1,北京高考,伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力,地促进了人类科学认识的发展,.,利用如图所示的装置做如下实验,:,小球从左侧斜面上的,O,点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升,.,斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为,1,、,2,、,3,.,根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论,是,考法,解题能力提升,A,.,如果斜面光滑,小球将上升到与,O,点等高的位置,B,.,如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态,C,.,如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变,D,.,小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小,考法,解题能力提升,解析：,斜面粗糙程度越小,小球机械能损失越少,小球上升的高度越接近与,O,点等高的位置,.,若斜面光滑,小球无机械能损失,将上升到与,O,点等高的位置,A,正确,.,B,、,C,两项是,A,项的推论,并非,“,最直接,”,的结论,.,D,项不能从本实验中得出,.,考法,解题能力提升,感悟反思,1,.,体会伽利略理想斜面实验的思想和方法,知道相关物理学史的内容,.,科学思维、物理观念,2,.,理解惯性的概念,解释惯性的有关现象,.,物理观念,3,.,理解牛顿第一定律,应用牛顿第一定律分析求解问题,.,物理观念,4,.,求解问题要严谨,.,如本题审题时要注意题目中要求得到,“,最直接的结论,”,.,尽管,B,、,C,、,D,选项的说法也是正确的,但它们并不是由该实验结果对比所得出的最直接的结论,这一点很容易误判,.,考法,解题能力提升,考法,2,牛顿第二定律,的理解与应用,示例,2,2015,新课标全国,20,6,分,多选,在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢,.,当机车在东边拉着这列车厢以大小为,a,的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩,P,和,Q,间的拉力大小为,F,;,当机车在西边拉着车厢以大小为,a,的加速度向西行驶时,P,和,Q,间的拉力大小仍为,F.,不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为,A.8,B.10,C.15,D.18,考法,解题能力提升,考法,解题能力提升,解析,：,如图所示,假设挂钩,P,、,Q,东边有,x,节车厢,西边有,y,节车厢,每节车厢质量为,m.,当机车向东行驶时,以,y,节车厢为研究对象,则有,F=mya,;,当机车向西行驶时,以,x,节车厢为研究对象,则有,F=,max,联立两式有,y=,x.,可见,这列车厢的总节数,N=x+y=,x,设,x=,3,n,(,n=,1,2,3,),则,N=,5,n,故可知选项,B,、,C,正确,.,考法,解题能力提升,感悟反思,本题考查了牛顿第二定律的应用,.,恰当地选取研究对象,充分利用数学知识分析推理是解题的关键,.,题目难度适中,区分度很好,.,情境来源于生活且不偏不怪,较好地考查了学生应用所学物理知识解决实际问题的能力,.,考法,解题能力提升,归纳,总结,应用牛顿第二定律的解题思路,考法,解题能力提升,考法,3,牛顿第三定律,的理解与应用,示例,3,2019,浙江,4,月选考,6,3,分,如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是,A.,小明与船之间存在摩擦力,B.,杆的弯曲是由于受到杆对小明的力,C.,杆对岸的力大于岸对杆的力,D.,小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力,考法,解题能力提升,解析：,小明与船之间存在静摩擦力,A,正确,;,杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力,B,错误,;,杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力,大小相等,C,错误,;,小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆,两者不是作用力与反作用力,故,D,错误,.,考法,解题能力提升,深度,理解,1,.,要区别作用力和反作用力与平衡力,最直观的方法是看作用点的位置,一对平衡力的作用点在同一物体上,作用力和反作用力的作用点在两个物体上,.,2,.,转换研究对象是解决力学问题时常用的解题策略,当物体受到的某个力不容易求时,可先求它的反作用力,再根据作用力与反作用力的关系求该力,.,在许多问题中,牛顿第三定律起到转换研究对象的重要作用,.,3,.,分析处理连接体问题时,往往需要运用整体法和隔离法进行受力分析,.,在应用隔离法进行受力分析时需要注意运用牛顿第三定律,根据作用力与反作用力的特点进行分析求解,.,考法,解题能力提升,考,法,4,动力学,的瞬时性问题,示例,4,如图所示,质量分别为,m,和,2,m,的,A,、,B,两物块,用一轻弹簧相连,将,A,用轻绳悬挂于天花板上,用一木板托住物块,B.,调整木板的位置,当系统处于静止状态时,悬挂,A,物块的轻绳恰好伸直且没有拉力,此时轻弹簧的形变量为,x.,现突然撤去木板,已知重力加速度为,g,物块运动过程中,弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是,考法,解题能力提升,A,.,撤去木板瞬间,B,物块的加速度大小为,g,B,.,撤去木板瞬间,B,物块的加速度大小为,0,.,5,g,C,.,撤去木板后,B,物块向下运动,3,x,时速度最大,D,.,撤去木板后,B,物块向下运动,2,x,时速度最大,考法,解题能力提升,破题关键：,(1),明确速度的改变需经历一定时间,不能突变,而加速度与力是可以突变的且其变化具有瞬时对应关系,因此必须认真分析变化前后物体的受力情况,.(2),明确并注意区别牛顿第二定律的瞬时性,.,考法,解题能力提升,解析,：,撤去木板前,A,物块受重力和弹簧弹力,处于平衡状态,可知弹簧弹力大小为,mg,B,物块受到木板的支持力、弹簧的弹力和重力,其合力为,0,所以支持力大小为,3,mg.,撤去木板瞬间,支持力消失,B,物块受到的合力大小为,F=,3,mg,由牛顿第二定律得,F=m,B,a,B,解得,a,B,=,1,.,5,g,A,、,B,项错误,;,B,物块受到的合外力为零时,速度最大,此时弹簧弹力,T=,2,mg=kx,又,mg=kx,所以弹簧此时的伸长量,x=,2,x,而木板撤去前弹簧压缩量为,x,所以,B,物块向下运动,3,x,时速度最大,故,C,项正确,D,项错误,.,考法,解题能力提升,归纳总结,几个常见模型瞬时性分析,类比,模型,受外力时,形变特点,受外力时,形变量,弹力能,否突变,产生拉力,或压力,轻绳,不可伸长,.,微小,不计,可以突变,.,只能受拉力作用,不能承受压力,.,橡皮绳,只能变长,不能变短,.,较大,两端连有物体时不能突变,.,只能受拉力作用,不能承受压力,.,考法,解题能力提升,模型,受外力时,形变特点,受外力时,形变量,弹力能,否突变,产生拉力,或压力,轻弹簧,既可变长,又可变短,.,较大,两端连有物体时不能突变,.,既能承受拉力,又能承受压力,.,轻杆,不可伸长,不可缩短,.,微小,不计,可以突变,.,既能承受拉力,又能承受压力,.,考法,解题能力提升,考法,5,动力学,中的超重和失重问题,示例,5,如,图所示,小明站在体重计上,当他静止时体重计的指针指在,45 kg,刻度处,.,若他快速蹲下,则在他下蹲的整个过程中,体重计的,指针,A,.,一直指在大于,45 kg,刻度处,B,.,一直指在小于,45 kg,刻度处,C,.,先指在大于,45 kg,刻度处,后指在小于,45 kg,刻度处,D,.,先指在小于,45 kg,刻度处,后指在大于,45 kg,刻度处,考法,解题能力提升,思维导引：,在小明快速下蹲的整个过程中,他的速度方向向下,大小先从零开始增大到,v,后又从,v,减小到零,由此可判断小明加速度方向的变化情况,从而确定小明是处于超重状态还是失重状态,.,考法,解题能力提升,解析：,小明先加速下降,有方向向下的加速度,此时他对体重计的压力减小,处于失重状态,后减速下降,有方向向上的加速度,此时他对体重计的压力增加,处于超重状态,因此视重先变小后变大,则读出的质量先小于,45 kg,后大于,45 kg,只有选项,D,正确,.,考法,解题能力提升,素养,聚焦,本题以体重计测体重为情境命题,创设了向下加速运动、向下减速运动的不同运动情境,让学生根据不同的运动情境判断小明是处于失重状态还是处于超重状态,促进学生形成物质观念、运动与相互作用观念,体现了对“物理观念”的考查,.,考法,解题能力提升,归纳总结,1,.,不管物体处于超重状态还是失重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力,(,或对悬挂物的,拉力,),不等于物体本身的重力,.,2.,超重或失重现象与物体的速度无关,只取决于加速度的方向,.,3.,在完全失重的状态下,日常生活中一切由于重力的作用产生的物理现象都会完全消失,如物体间不再相互挤压、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等,.,高分帮,重难突破 动力学,中的临界与极值问题,1.,临界与极值问题的关键词,(1),有些题目中有“刚好”“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”等字眼,则表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就对应临界状态,.,(3),若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,则表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点,.,2.,产生临界值或极值的条件,高分帮,临界状态,临界条件,两物体接触或脱离,弹力,F,N,=0.,两物体由相对静止开始相对滑动,静摩擦力达到最大值,.,绳子断裂,张力等于绳子所能承受的最大张力,.,绳子松弛,张力,F,T,=0.,加速度最大或最小,当所受合力最大时,具有最大加速度,;,合力最小时,具有最小加速度,.,速度最大或最小,加速度为零,.,高分帮,3.,求解临界或极值问题的方法,在分析和求解临界问题时,要注意通过分析物理过程,并根据条件变化或随过程引起受力情况和状态的变化,找到临界点及临界条件,.,通常采用如下分析思路,.,高分帮,思想方法,适用情境,分析思路,极限思想,题目中出现,“,最大,”“,最小,”“,刚好,”,等字眼时,一般都隐含着临界问题,.,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,达到快速求解的目的,.,假设推理,物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题,.,一般先假设出某种临界状态,再分析物体的受力情况及运动情况是否与题设相符,最后根据实际情况进行处理,.,数学方法,利用临界值或临界条件作为求解问题的思维起点,在解决实际问题时经常用到,.,将物理过程转化为数学表达式,通过求解数学表达式的极值,求解临界问题,.,高分帮,示例,6,单个物体的临界与极值问题,某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型,如图甲所示,.,在水平地面上放置一个质量为,m=,4 kg,的物体,让其在随位移的增大而均匀减小的水平推力,F,的作用下运动,推力,F,随位移,x,变化的图像如图乙所示,.,已知物体与地面之间的动摩擦因数为,=,0,.,5,g=,10 m/s,2,.,求,:,(1),运动过程中物体的最大加速度为多少,?,(2),距出发点多远时物体的速度达到最大,?,高分帮,高分帮,思维节点：,关键是明确极值条件,:(1),当,F,最大时,加速度最大,;(2),当合外力为零时速度最大,.,解析,：,(1),由牛顿第二定律得,F-mg=ma,当推力,F=,100 N,时,物体所受合力最大,加速度最大代入数据解得,a=,-g=,20 m/s,2,.,(2),由图乙可知,推力,F,随位移,x,变化的数值关系为,F=,100,-,25,x,速度最大时,物体加速度为零,则,F=mg,代入数据解得,x=,3,.,2 m,.,高分帮,示例,7,多物体多过程的临界与极值问题,江苏高考,多选,如图所示,A,、,B,两物,块的,质量分别为,2,m,和,m,静止叠放在水平地面上,.A,、,B,间的动摩擦因数为,B,与地面间的动摩擦因数为,.,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,g.,现对,A,施加一水平拉力,F,则,A.,当,F,3,mg,时,A,相对,B,滑动,D.,无论,F,为何值,B,的加速度不会超过,g,高分帮,方法点拨,：,若两物块有共同加速度时,利用整体法,;,若两物块发生相对运动时,应分别运用隔离法求解,.,解析,：,A,、,B,之间的最大静摩擦力为,2,mg,地面和,B,之间的最大静摩擦力为,mg,对,A,、,B,整体,当,mgF,3,mg,时,A,相对于,B,滑动,C,正确,.,当,F=,mg,时,A,、,B,相对静止,对整体有,mg-,3,mg=,3,ma,解得,a=,g,故,B,正确,.,无论,F,为何值,B,所受最大的动力为,A,对,B,的最大静摩擦力,2,mg,故,B,的最大加速度,a,B,max,=,=,g,故,D,正确,.,高分帮,感悟反思,涉及多物体相互作用,且物理过程复杂的临界与极值问题时,除了要对物体进行正确的受力分析外,还必须要正确分析物体的运动情况,确立相互作用的物体间的临界条件,;,当两个物体发生相对运动时,找出这两个物体之间的位移关系或速度关系尤其重要,另外还要注意分析多过程问题中各子过程的联系,.,考点,2,动力学,两类基本问题,考点,必备知识通关,1.,两类基本的动力学问题,(1),已知物体受力情况,判断其运动情况,;,(2),已知物体运动情况,判断其受力情况,.,应用牛顿第二定律解决动力学问题,受力分析和运动分析是关键,加速度是解决此类问题的纽带,分析流程如下,:,考点,必备知识通关,2.,动力学中的图像,问题,题型,解题思路,由运动图像分析受力情况,(1),根据运动图像,求解加速度,.,(2),应用牛顿第二定律,建立加速度与力的关系,.,(3),确定物体受力情况及相关物理量,.,考点,必备知识通关,题型,解题思路,由受力图像分析运动情况,(1),根据受力图像,结合牛顿第二定律,确定加速度的变化,.,(2),根据加速度和初速度的方向,判断是加速运动还是减速运动,.,(3),由加速度结合初始运动状态,分析物体的运动情况,.,由已知条件确定物理量的变化图像,(1),分析运动过程中物体的受力,.,(2),根据牛顿第二定律推导出加速度表达式,.,(3),根据加速度的变化确定物理量的变化图像,.,考法,解题能力提升,考法,1,已知,受力情况确定运动情况,示例,1,如图所示,在光滑水平面上,放置着,A,、,B,两个物体,.A,、,B,紧靠,在,一起但不粘连,其质量分别为,m,A,=,3 kg,m,B,=,6 kg,推力,F,A,作用于,A,上,拉力,F,B,作用于,B,上,F,A,、,F,B,大小均随时间而变化,其规律为,F,A,=,(12,-,2,t,) N,F,B,=,(6,+,2,t,) N,.,问从,t=,0,时刻,A,、,B,静止开始,到,A,、,B,相互脱离为止,A,、,B,的共同位移是多少,?,考法,解题能力提升,思维误区：,求解本题的关键是分析出“两物体恰好分离时,二者加速度仍相同但相互作用力为零”,.,有的同学认为由于,F,A,随时间减小,将,F,A,=,0,当作两物体分离的临界条件而导致错误,.,考法,解题能力提升,解析,：,F,A,、,F,B,的大小虽随时间而变化,但,F,合,=F,A,+F,B,=,18 N,不变,故开始一段时间内,A,、,B,共同做匀加速运动,加速度为,a,A,、,B,分离前,对整体有,F,A,+F,B,=,(,m,A,+m,B,),a,设,A,、,B,间的弹力大小为,F,AB,对,B,有,F,B,+F,AB,=m,B,a,由于加速度,a,恒定,则随着,t,的增大,F,B,增大,F,AB,逐渐减小,当,A,、,B,恰好分离时,A,、,B,间的弹力为零,即,F,AB,=,0,将,F,A,=,(12,-,2,t,) N,F,B,=,(6,+,2,t,) N,代入,得,a=,2 m/s,2,结合,得,t=,3 s,A,、,B,相互脱离前共同位移,s=,at,2,代入数值得,s=,9 m,.,考法,解题能力提升,方法,提炼,求解此类问题的思维要点,1,.,对研究对象进行受力分析时,必要时应画出受力示意图,在图中标明力的符号和方向,.,2,.,对研究对象进行运动分析时,要明确题目中给定的物理现象和物理过程,如果是比较复杂的问题,应明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的,找出相邻过程的联系点,再分析研究每一个物理过程,必要时要画出运动示意图,.,考法,解题能力提升,示例,2,如,图甲所示,质量为,100 kg,的电梯沿与水平方向成,30,角的直线轨道运行,质量为,20 kg,的货物置于电梯的水平底板上,并与电梯保持相对静止,.,电梯受到与轨道平行的牵引力作用,从轨道底端运行到顶端,电梯速度随时间的变化图像如图乙所示,.,不计轨道对电梯的摩擦阻力及空气阻力,g,取,10 m/s,2,求,:,(,1),电梯加速过程中受到的牵引力的大小,;,(2),电梯减速过程中,货物所受支持力及摩擦力的大小,.,考法,2,已知,运动情况确定受力情况,考法,解题能力提升,考法,解题能力提升,考法,解题能力提升,解析：,(1),由图乙知电梯加速过程的加速度大小为,a,1,=,=,1 m/s,2,设电梯受到的牵引力为,F,由牛顿第二定律得,F-,(,M,梯,+m,货,),g,sin 30,=,(,M,梯,+m,货,),a,1,解得,F=,720 N,.,考法,解题能力提升,(2),由图乙知电梯减速过程的加速度大小为,a,2,=,=,0,.,5 m/s,2,将加速度,a,2,沿水平方向和竖直方向分解,对货物,由牛顿第二定律得,f=m,货,a,2,cos 30,m,货,g-F,N,=m,货,a,2,sin 30,解得,f=,5,N,F,N,=,195 N,.,考法,解题能力提升,归纳,总结,2.,特别提醒,(1),无论是哪种情况,联系力和运动的“桥梁”都是加速度,.,(2),物体的运动情况由受力情况及物体运动的初速度共同决定,.,考法,解题能力提升,考法,3,动力学,中的图像问题,示例,3,2019,全国,20,6,分,多选,如图,(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平,.t=,0,时,木板开始受到水平外力,F,的作用,在,t=,4 s,时撤去外力,.,细绳对物块的拉力,f,随时间,t,变化的关系如图,(b),所示,木板的速度,v,与时间,t,的关系如图,(c),所示,.,木板与实验台之间的摩擦可以忽略,.,重力加速度取,10 m/s,2,.,由题给数据可以,得出,考法,解题能力提升,A.,木板的质量为,1 kg,B.2 s4 s,内,力,F,的大小为,0,.,4 N,C.0,2 s,内,力,F,的大小保持不变,D.,物块与木板之间的动摩擦因数为,0,.,2,考法,解题能力提升,思维导引,要通过固定在实验台上的力传感器判断出物块相对于地面静止,从而判断木板的受力情况,由,v-t,图像求出木板在受到力,F,作用时的加速度和不受力,F,作用时的加速度,根据牛顿第二定律求解待求物理量,.,考法,解题能力提升,解析：,由题图,(c),可知木板在,02 s,内处于静止状态,再结合题图,(b),中细绳对物块的拉力,f,在,0,2 s,内逐渐增大,可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大,故可以判断木板受到的水平外力,F,也逐渐增大,选项,C,错误,;,由题图,(c),可知木板在,2 s,4 s,内做匀加速运动,其加速度大小为,a,1,=,m/s,2,=,0,.,2 m/s,2,在,4 s,5 s,内做匀减速运动,其加速度大小为,a,2,=,m/s,2,=,0,.,2 m/s,2,另外由于物块静止不动,同时结合题图,(b),可知物块与木板之间的滑动摩擦力,F,f,=f=,0,.,2 N,故对木板进行受力分析,由牛顿第二定律可得,F-F,f,=ma,1,、,F,f,=ma,2,解得,m=,1 kg,、,F=,0,.,4 N,选项,A,、,B,均正确,;,由于不知道物块的质量,所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因数,选项,D,错误,.,考法,解题能力提升,方法归纳,掌握图像问题的分析要点,1.,分清图像的类别,:,即分清横、纵坐标轴所代表的物理量,掌握物理图像所反映的物理过程,会分析临界点,.,2.,注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义,:,图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等,.,3.,明确能从图像中获得哪些信息,:,把图像与具体的题意、情境结合起来,应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断,.,考法,解题能力提升,考法,4,多,过程力与运动问题的综合分析,示例,4,在,一水平放置的浅色长传送带上放一煤块,(,可视为质点,),煤块与传送带之间的动摩擦因数为,.,初始时,传送带与煤块都是静止的,.,现让传送带以恒定的加速度,a,0,开始运动,当其速度达到,v,0,后,便以此速度做匀速运动,.,经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,.,求此黑色痕迹的长度,.,考法,解题能力提升,思维导引,本题难度较大,传送带在开始阶段也做匀加速运动,后来变为匀速运动,煤块的运动情况则受传送带运动情况的制约,.,解答该题的重点应在对煤块相对运动的情境分析和相对位移的求解上,.,考法,解题能力提升,细审题意,题,中,“,经过一段时间,煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,.,”,这说明煤块与传送带之间发生了相对滑动,则第一阶段传送带的加速度,a,0,大于煤块的加速度,g.,当传送带速度达到,v,0,时,煤块速度,vv,0,此过程中传送带的位移大于煤块的位移,;,接下来煤块还要继续加速到,v,0,传送带则以,v,0,做匀速运动,.,两阶段传送带与煤块的位移之差即黑色痕迹的长度,.,考法,解题能力提升,解法,1,：,根据传送带上有黑色痕迹可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度,a=g,应小于传送带的加速度,a,0,设经历时间,t,传送带由静止开始加速到速度等于,v,0,煤块则由静止加速到,v,有,v,0,=a,0,t,v=at,由于,aa,0,故,vv,0,传送带速度达到,v,0,时,煤块继续受到滑动摩擦力的作用,再经过时间,t,煤块的速度由,v,增大到,v,0,有,v,0,=v+at,此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的,痕迹,考法,解题能力提升,设,在煤块的速度从,0,增大到,v,0,的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为,s,0,和,s,有,s,0,=,a,0,t,2,+v,0,t,s=,传送带上留下的黑色痕迹的长度,l=s,0,-s,由以上各式得,l=,.,感悟反思,:,本解法的思路是根据煤块和传送带的运动情况分别对它们两个的全过程进行位移求解,.,考法,解题能力提升,解法,2,：,第一阶段,:,传送带由静止开始加速到速度等于,v,0,设经历的时间为,t,此时,煤块加速到,v,有,v,0,=a,0,t,v=at=gt,且,va,2,则二者一定相对滑动,;,若,a,0,a,2,则二者一定相对静止,.,.,高分帮,解析：,(1),放上物块之前,设木板的加速度大小为,a,1,对木板,根据牛顿第二定律有,F=Ma,1,解得,a,1,=,4 m/s,2,木板做匀减速直线运动,则,v,1,=v,0,-a,1,t,1,解得,v,1,=,6 m/s,.,(2),放上物块之后,设物块的加速度大小为,a,2,木板的加速度大小为,a,3,对物块,根据牛顿第二定律有,mg=ma,2,解得,a,2,=,4,m/s,2,.,高分帮,对木板,根据牛顿第二定律有,F+mg=Ma,3,解得,a,3,=,8 m/s,2,经过时间,t,2,二者共速时有,a,2,t,2,=v,1,-a,3,t,2,解得,t,2,=,0,.,5 s,共速后若物块和木板相对静止,设二者共同的加速度大小为,a,0,由于,F=,(,M+m,),a,0,解得,a,0,=,2 m/s,2,a,2,所以共速后二者相对静止,共同减速,故,t=t,2,=,0,.,5 s,.,.,高分帮,解后反思,有,的学生会误认为,:,物块轻放在木板右端后,由于恒力,F,方向水平向左,物块会受到水平向左的滑动摩擦力,导致物块一开始就向左运动,.,实际上,物块轻放在木板右端后受到的滑动摩擦力方向是根据物块相对木板的运动方向来判断的,物块相对木板是向左运动的,物块受到的滑动摩擦力方向是向右的,因而物块一开始是水平向右加速运动的,.,.,高分帮,思维关键,分析,“,板,块,”,模型时要抓住一个转折和两个关联,.,.,高分帮,情境转化,若仅将上例中的动摩擦因数,的值改为,0,.,1,求物块在木板上相对木板滑动的时间,t.,提示,:,物块在木板上相对滑动的时间为,(1,+,) s,.,运动过程的,v-t,图像如图所示,.,.,高分帮,示例,7,“,板,块,”,倾斜面内受牵引力作用的运动问题,2016,四川,10,17,分,避险车道,(,标志如图甲所示,),是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图乙所示的竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为,的斜面,.,一辆长,12 m,的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为,23,m/s,高分帮,时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了,4 m,时,车头距制动坡床顶端,38 m,再过一段时间,货车停止,.,已知货车质量是货物质量的,4,倍,货物与车厢间的动摩擦因数为,0,.,4;,货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的,0,.,44,倍,.,货物与货车分别视为小滑块和平板,取,cos,=,1,sin,=,0,.,1,g=,10 m/s,2,.,求,:,(1),货物在车厢内滑动时的加速度的大小和方向,;,(2),制动坡床的长度,.,高分帮,高分帮,思维导引：,本题文字冗长,受力情况和运动情况也比较复杂,要认真审题弄清题意,分析题给条件,分阶段、分对象明确受力情况和运动情况,再根据相关物理规律,分步求解问题,.,.,高分帮,解析：,(1),设货物的质量为,m,货物与车厢间的动摩擦因数,=,0,.,4,货物在车厢内滑动过程中,受到的摩擦力大小为,f,加速度大小为,a,1,则,f+mg,sin,=ma,1,f=mg,cos,联立,式并代入数据得,a,1,=,5 m/s,2,加速度的方向沿制动坡床向下,.,.,高分帮,(2),设货车的质量为,M,车尾位于制动坡床底端时的车速为,v=,23 m/s,货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端,s,0,=,38 m,的过程中,用时为,t,货物相对制动坡床的运动距离为,s,1,在车厢内滑动的距离,s=,4 m,货车的加速度大小为,a,2,货车相对制动坡床的运动距离为,s,2,.,货车受到制动坡床的阻力大小为,F,F,是货车和货物总重的,k,倍,k=,0,.,44,货车长度,l,0,=,12 m,制动坡床的长度为,l,则,Mg,sin,+F-f=Ma,2,F=k,(,m+M,),g,.,高分帮,s,1,=vt-,a,1,t,2,s,2,=vt-,a,2,t,2,s=s,1,-s,2,l=l,0,+s,0,+s,2,联立,并代入数据得,l=,98 m,.,.,高分帮,示例,8,“,板,块,”,不受牵引力作用,2015,新课标全国,25,20,分,一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,;,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁之间的距离为,4,.,5 m,如图,(a),所示,.t=,0,时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至,t=,1 s,时木板与墙壁碰撞,(,碰撞时间极短,),.,碰撞前后木板速度大小不变,方向相反,;,运动过程中小物块始终未离开木板,.,已知碰撞后,1 s,时间内小物块的,v-t,图线如图,(b),所示,.,木板的质量是小物块质量的,15,倍,重力加速度大小,g,取,10 m/s,2,.,求,:,高分帮,(1),木板与地面间的动摩擦因数,1,及小物块与木板间的动摩擦因数,2,;,(2),木板的最小长度,;,(3),木板右端离墙壁的最终距离,.,高分帮,思维导引：,(1),利用图像求出碰撞后,1 s,内小物块的加速度,进而求得小物块与木板间的动摩擦因数,2,.,(2),碰撞前两者向右做匀减速直线运动,碰后小物块继续向右做匀减速直线运动,木板向左做匀减速直线运动,.,(3),小物块恰好没有离开木板的条件为两者共速时小物块恰好运动到木板的最右端,.,(4),木板的最小长度等于共速时两者的相对位移,.,.,高分帮,解析：,(1),规定向右为正方向,.,木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为,a,1,小物块和木板的质量分别为,m,和,M.,由牛顿第二定律有,-,1,(,m+M,),g=,(,m+M,),a,1,由题图,(b),可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度,v,1,=,4 m/s,由运动学公式得,v,1,=v,0,+a,1,t,1,s,0,=v,0,t,1,+,a,1,.,高分帮,式中,t,1,=,1 s,s,0,=,4,.,5 m,是木板与墙壁碰前的位移,v,0,是小物块和木板开始运动时的速度,联立,式和题给条件得,1,=,0,.,1,在木板与墙壁碰撞后,木板以,-v,1,的初速度向左做匀变速运动,小物块以,v,1,的初速度向右做匀变速运动,.,设小物块的加速度为,a,2,由牛顿第二定律有,-,2,mg=ma,2,由题图,(b),可得,a,2,=,式中,t,2,=,2 s,v,2,=,0,联立,式和题给条件得,2,=,0,.,4,.,.,高分帮,(2),设碰撞后木板的加速度为,a,3,经过时间,t,木板和小物块刚好具有共同速度,v,3,.,由牛顿第二定律及运动学公式得,2,mg+,1,(,M+m,),g=Ma,3,v,3,=-v,1,+a,3,t,v,3,=v,1,+a,2,t,碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为,s,1,=,t,11,小物块运动的位移为,s,2,=
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