专题突破一-牛顿运动定律的综合应用

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,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,*,专题突破一-牛顿运动定律的综合应用,专题突破一-牛顿运动定律的综合应用,突破一动力学中的图象问题,v,t,图象、,F,a,图象、,F,x,图象、,a,t,图象、,F,t,图象等。,1,.,常见的动力学图象,(1),在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确,“,图象与公式,”“,图象与物体,”,间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图。,(2),读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的,“,面积,”,等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息。,2,.,数形结合解决动力学图象问题,突破一动力学中的图象问题vt图象、Fa图象、Fx图象,【例,1,】,(,多选,),(2015,全国卷,，,20),如图,1(a),，一物块在,t,0,时刻滑上一固定斜面，其运动的,v,t,图线如图,(b),所示。若重力加速度及图中的,v,0,、,v,1,、,t,1,均为已知量，则可求出,(,),考向,动力学中的,v,t,图象,图,1,A.,斜面的倾角,B,.,物块的质量,C.,物块与斜面间的动摩擦因数,D,.,物块沿斜面向上滑行的最大高度,【例1】(多选)(2015全国卷，20)如图1(a)，,专题突破一-牛顿运动定律的综合应用,答案,ACD,答案ACD,【例,2,】,(2018,全国卷,，,15),如图,2,，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块,P,，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力,F,作用在,P,上，使其向上做匀加速直线运动。以,x,表示,P,离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示,F,与,x,之间关系的图象可能正确的是,(,),考向,动力学中的,F,x,图象,【例2】(2018全国卷，15)如图2，轻弹簧的下端固,解析,假设物块静止时弹簧的压缩量为,x,0,，则由力的平衡条件可知,kx,0,mg,，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得,F,k,(,x,0,x,),mg,ma,，由以上两式解得,F,kx,ma,，显然,F,和,x,为一次函数关系，且在,F,轴上有截距，则,A,正确，,B,、,C,、,D,错误。,答案,A,解析假设物块静止时弹簧的压缩量为x0，则由力的平衡条件可知,【例,3,】,(2013,课标卷,，,14),一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用，假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以,a,表示物块的加速度大小，,F,表示水平拉力的大小。能正确描述,F,与,a,之间的关系的图象是,(,),考向,动力学中的,F,a,图象,【例3】(2013课标卷，14)一物块静止在粗糙的水平,解析,当拉力,F,小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当,F,大于最大静摩擦力时，根据,F,f,ma,知，随,F,的增大，加速度,a,增大，故选项,C,正确。,答案,C,解析当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，,动力学图象问题的解题策略,动力学图象问题的解题策略,图,3,1.,(2019,海南三亚模拟,),如图,3,所示，一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面，现将一物块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力，并使系统静止，若将外力突然撤去，不计空气阻力，则物块在第一次到达最高点前的,v,t,图象,(,图中实线,),可能是下图中的,(,),图31.(2019海南三亚模拟)如图3所示，一竖直放置的轻,解析,当将外力突然撤去后，弹簧的弹力大于重力，物块向上加速，随弹力减小，物块向上的加速度减小，但速度不断增大，当,F,弹,G,时加速度为零，物块速度达到最大，之后,F,弹,G,，物块开始向上做减速运动，如果物块未脱离弹簧，则加速度就一直增大，速度一直减小，直到为零；若物块能脱离弹簧，则物块先做加速度增大的减速运动，脱离弹簧后做加速度为,g,的匀减速运动，所以选项,A,正确，,B,、,C,、,D,均错误。,答案,A,解析当将外力突然撤去后，弹簧的弹力大于重力，物块向上加速，,图,4,2.,一次演习中，一空降特战兵实施空降，飞机悬停在高空某处后，空降特战兵从机舱中跳下，设空降特战兵沿直线运动，其速度,时间图象如图,4a,所示，当速度减为零时特战兵恰好落到地面。已知空降特战兵的质量为,60 kg,。设降落伞用,8,根对称的绳悬挂空降特战兵，每根绳与中轴线的夹角均为,37,，如图,b,所示。不计空降特战兵所受的阻力。则空降特战兵,(sin 37,0.6,，,cos 37,0.8)(,),图42.一次演习中，一空降特战兵实施空降，飞机悬停在高空某处,A.,前,2 s,处于超重状态,B.,从,200 m,高处开始跳下,C.,落地前瞬间降落伞的每根绳对特战兵的拉力大小为,125 N,D.,整个运动过程中的平均速度大小为,10 m/s,答案,C,A.前2 s处于超重状态答案C,突破二动力学中的连接体问题,多个相互关联的物体连接,(,叠放、并排或由绳子、细杆联系,),在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况,(,速度、加速度,),。,1,.,连接体,2,.,解决连接体问题的两种方法,突破二动力学中的连接体问题多个相互关联的物体连接(叠放、并,A.8,B.10,C.15,D.18,A.8 B.10 C.15 D.18,解析,设挂钩,P,、,Q,西边有,n,节车厢，每节车厢的质量为,m,，则挂钩,P,、,Q,西边车厢的质量为,nm,，以西边这些车厢为研究对象，有,F,nma,P,、,Q,东边有,k,节车厢，以东边这些车厢为研究对象，有,联立,得,3,n,2,k,，,总车厢数为,N,n,k,，由此式可知,n,只能取偶数，,当,n,2,时，,k,3,，总节数为,N,5,当,n,4,时，,k,6,，总节数为,N,10,当,n,6,时，,k,9,，总节数为,N,15,当,n,8,时，,k,12,，总节数为,N,20,，故选项,B,、,C,正确。,答案,BC,解析设挂钩P、Q西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则挂钩,(1),处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路得先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。,(2),隔离法分析物体间的作用力时，一般应选受力个数较少的物体进行分析。,(1)处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思,A.,若,1,2,，,m,1,m,2,，则杆受到压力,B.,若,1,2,，,m,1,m,2,，则杆受到拉力,C.,若,1,2,，,m,1,2，m1m2，则杆受到压力1.(多选)(2,解析,不考虑杆对滑块的作用时，滑块受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，对滑块,A,有,m,1,g,sin,1,m,1,g,cos,m,1,a,1,，解得,a,1,g,(sin,1,cos,),；同理，对滑块,B,有,a,2,g,(sin,2,cos,),。考虑杆对两滑块的作用，若,1,2,，则,a,1,a,2,，,B,的加速度较大，则杆受到压力，故,A,正确；若,1,2,，则,a,1,a,2,，两滑块加速度相同，说明无相对运动趋势，杆不受作用力，故,B,错误，,D,正确；若,1,a,2,，,A,的加速度较大，则杆受到拉力，故,C,错误。,答案,AD,解析不考虑杆对滑块的作用时，滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,图,6,2.,如图,6,甲所示，质量为,m,0,的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为,m,的小球，,m,0,m,，用一力,F,水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度,a,向右运动时，细线与竖直方向成,角，细线的拉力为,T,。若用一力,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，如图乙所示，细线的拉力为,T,。则,(,),图62.如图6甲所示，质量为m0的小车放在光滑水平面上，小车,A.,F,F,，,T,T,B.,F,F,，,T,T,C.,F,F,，,T,T,D.,F,F,，,T,T,解析,对小球进行受力分析，由于小球竖直方向上所受合力为零，可知,T,cos,mg,，,T,cos,mg,，所以,T,T,。对于题图乙中的小球，水平方向有,T,sin,ma,，对于题图甲中的小车，水平方向有,T,sin,m,0,a,，因为,m,0,m,，所以,a,a,。对小球与车组成的整体，由牛顿第二定律得,F,(,m,0,m,),a,，,F,(,m,0,m,),a,，所以,F,F,，选项,B,正确。,答案,B,A.FF，TT B.FF，TT,图,7,A.,若,m,M,，有,x,1,x,2,B,.,若,m,M,，有,x,1,x,2,C.,若,sin,，有,x,1,x,2,D,.,若,sin,，有,x,1,x,2,3.,(,多选,),(2019,陕西商洛质检,),如图,7,所示，在粗糙的水平面上，质量分别为,m,和,M,的物块,A,、,B,用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为,，当用水平力,F,作用于,B,上且两物块共同向右以加速度,a,1,匀加速运动时，弹簧的伸长量为,x,1,；当用同样大小的恒力,F,沿着倾角为,的光滑斜面方向作用于,B,上且两物块共同以加速度,a,2,匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为,x,2,，则下列说法中正确的是,(,),图73.(多选)(2019陕西商洛质检)如图7所示，在粗糙,解析,在水平面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有,F,(,m,M,),g,(,m,M,),a,1,隔离物块,A,，根据牛顿第二定律，有,T,mg,ma,1,在斜面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有,F,(,m,M,),g,sin,(,m,M,),a,2,隔离物块,A,，根据牛顿第二定律，有,T,mg,sin,ma,2,解析在水平面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有在斜面上,比较,可知，弹簧弹力相等，与动摩擦因数和斜面的倾角无关，故,A,、,B,正确，,C,、,D,错误。,答案,AB,比较可知，弹簧弹力相等，与动摩擦因数和斜面的倾角无关，故,1.,临界或极值条件的标志,(1),有些题目中有,“,刚好,”“,恰好,”“,正好,”,等字眼，即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,”,，而这些起止点往往对应临界状态。,(3),若题目中有,“,最大,”“,最小,”“,至多,”“,至少,”,等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点。,(4),若题目要求,“,最终加速度,”“,稳定速度,”,等，即是求收尾加速度或收尾速度。,突破三动力学中的临界和极值问题的分析方法,1.临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“,(1),接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力,N,0,。,(2),相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。,(3),绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是,T,0,。,(4),加速度变化时，速度达到最值的临界条件：加速度变为,0,时。,2.,“,四种,”,典型临界条件,(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹,专题突破一-牛顿运动定律的综合应用,解析,当滑块向右运动的加速度为某一临界值时，斜面对小球的支持力恰好为零，此时小