牛顿运动定律的应用一 复习 高中物理复习Word下载.docx

牛顿运动定律的应用一 复习 高中物理复习Word下载.docx

《牛顿运动定律的应用一 复习 高中物理复习Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牛顿运动定律的应用一 复习 高中物理复习Word下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

答案　D

二、动力学中的图象问题

1．动力学中常见的图象

v－t图象、x－t图象、F－t图象、F－a图象等．

2．解决图象问题的关键

（1）看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原来是否从0开始．

（2）理解图象的物理意义，能够抓住图象的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解．

自测2

　静止物体受到的合外力随时间变化的图象如图1所示，它的速度随时间变化的图象是下图中的（　　）

图1

答案　A

解析　由合外力随时间变化的图象知，物体先做匀加速运动再做匀加速运动，且第二次加速度大于第一次加速度，最后所受合力为0，做匀速运动，故选A.

三、连接体问题

1．两个（或两个以上）物体组成的系统，我们称之为连接体．连接体的加速度通常是相同的，但也有不同的情况，如一个静止、一个运动．连接体问题的类型有：

物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体．

2．处理连接体问题的方法：

整体法与隔离法．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．不管用什么方法解题，所使用的规律都是牛顿运动定律．

自测3

　光滑水平面上两物体质量分别为M、m，由轻绳相连，水平恒力F作用在M上，如图2所示．求轻绳上的拉力大小．

图2

答案　见解析

解析　对M、m组成的整体由牛顿第二定律得：

F＝（M＋m）a

a＝

.

对m由牛顿第二定律得

绳子拉力FT＝ma

即FT＝

F.

四、动力学中的临界极值问题

1．临界或极值条件的标志

（1）题目中“刚好”“恰好”“正好”等关键词句，明显表明题述的过程存在着临界点．

（2）题目中“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词句，表明题述过程存在着“起止点”，而这些“起止点”一般对应着临界状态．

（3）题目中“最大”“最小”“至多”“至少”等词句，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点．

2．常见临界问题的条件

（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：

弹力FN＝0.

（2）相对滑动的临界条件：

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FT＝0.

（4）最终速度（收尾速度）的临界条件：

物体所受合外力为零.

命题点一　超重、失重问题

状态比较

超重

失重

本质特征

①物体具有竖直向上的加速度a

②物体加速度有竖直向上的分量

①物体具有竖直向下的加速度a

②物体加速度有竖直向下的分量

现象

对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于重力，即F＝mg＋ma>

mg

对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）小于重力，即F＝mg－ma<

mg（完全失重时F＝0）

运动可能性

①竖直向上加速或向下减速

②有竖直向上加速或向下减速的分运动

①竖直向下加速或向上减速

②有竖直向下加速或向上减速的分运动

说明

①失重情况下，物体具有竖直向下的加速度，a＝g时为“完全失重”

②在超重和失重状态下，物体的重力依然存在，而且不变

③在完全失重状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失．比如物体对桌面无压力、单摆停止摆动、浸在水里的物体不受浮力等

④完全失重的三个典型例子：

自由落体、抛体运动（含竖直上抛、竖直下抛、平抛和斜抛）和天体公转

例1

　（2017·

南京市、盐城市一模）如图3所示，质量为m的物块甲，放在容器底部，随同容器一起从某一高处由静止释放，下落过程中不计一切阻力．则物块甲（　　）

图3

A．加速度大于g

B．加速度小于g

C．对容器底部的压力等于0

D．对容器底部的压力等于mg

答案　C

解析　物块和容器一起由静止释放，做自由落体运动，加速度等于g，故A、B错误．物块甲做自由落体运动，处于完全失重状态，对容器底部的压力为零，故C正确，D错误．

变式1

　（多选）（2015·

江苏单科·

6）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图4所示，以竖直向上为a的正方向，则人对电梯的压力（　　）

图4

A．t＝2s时最大B．t＝2s时最小

C．t＝8.5s时最大D．t＝8.5s时最小

答案　AD

解析　由题图知，上升过程中，在0～4s内，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上的加速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故A正确，B错误；

在7～10s内加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下的加速度越大，人对电梯的压力就越小，故C错误，D正确．

命题点二　动力学中的图象问题

明确能从图象中获得哪些信息：

把图象与具体的题意、情境结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断．

例2

　（多选）（2017·

苏州大学附中调研）如图5甲所示，小物块从光滑斜面上由静止滑下，位移x与速度的平方v2的关系如图乙所示，g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

图5

A．小物块下滑的加速度大小恒为2.5m/s2

B．斜面倾角为30°

C．小物块2s末的速度是5m/s

D．小物块第2s内的平均速度为7.5m/s

答案　AC

解析　由题图乙得：

x＝

v2，对照公式2ax＝v2－v

，得初速度为v0＝0，加速度为a＝2.5m/s2，故A正确．由牛顿第二定律得：

＝gsinθ，得sinθ＝

＝

，故斜面倾角一定小于30°

，故B错误；

小物块2s末的速度为：

v2＝at2＝2.5×

2m/s＝5m/s，故C正确．小物块1s末的速度为：

v1＝at1＝2.5×

1m/s＝2.5m/s，第2s内的平均速度为：

m/s＝3.75m/s，故D错误．

变式2

南京市、盐城市一模）如图6所示，E为斜面的中点，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一个小物体由顶端静止释放，沿斜面下滑到底端时速度为零．小物体下滑过程中位移x、速度v、合力F、加速度a与时间t的关系如图所示．以沿斜面向下为正方向，则下列图象中可能正确的是（　　）

图6

答案　B

解析　物体在光滑的斜面上做匀加速直线运动，位移－时间图线的开口向上，然后做匀减速直线运动，故A错误．物体在前半段做匀加速直线运动，后半段做匀减速直线运动，由于到达底端的速度为零，则前半段和后半段的平均速度相等，在前半段和后半段的运动时间相等，故B正确．匀加速直线运动的末速度即匀减速直线运动的初速度，则匀加速和匀减速直线运动的加速度大小相等，方向相反，则合力大小相等，方向相反，故C、D错误．

命题点三　连接体问题

整体法的选取原则

若连接体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，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度或其他未知量

隔离法的选取原则

若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解

整体法、隔离法的交替运用

若连接体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，后隔离求内力”

例3

运河中学调研）如图7所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动．小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是（　　）

图7

A．μmgB.

C．μ（M＋m）gD．ma

答案　BD

解析　对整体受力分析如图甲所示，整体所受的合力为F，整体具有的加速度a＝

隔离对m受力分析如图乙所示，根据牛顿第二定律得，Ff＝ma＝

，故B、D正确，A、C错误．

命题点四　动力学中的临界极值问题

1．基本思路

（1）认真审题，详尽分析问题中变化的过程（包括分析整体过程中有几个阶段）；

（2）寻找过程中变化的物理量；

（3）探索物理量的变化规律；

（4）确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系．

2．思维方法

极限法

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，以达到正确解决问题的目的

假设法

临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题

数学法

将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件

例4

南通市第三次调研）如图8甲所示，长木板B静置于光滑水平面上，其上放置物块A.木板B受到水平拉力F作用时，其加速度a与拉力F的关系图象如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块A的质量为（　　）

图8

A．4kgB．3kgC．2kgD．1kg

解析　设A、B的质量分别为m和M.

当F＝4N时，加速度为：

a＝1m/s2，

对整体分析，由牛顿第二定律有：

代入数据解得：

M＋m＝4kg

当F>

4N时，A、B发生相对滑动，

对B，由牛顿第二定律得：

F－

知a－F图线的斜率k＝

＝1，解得：

M＝1kg，

所以A的质量为：

m＝3kg.

故B正确，A、C、D错误．

变式3

　如图9所示，质量为1kg的木块A与质量为2kg的木块B叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为2N，B与地面间的动摩擦因数为0.2.用水平力F作用于B，则A、B保持相对静止的条件是（g取10m/s2）（　　）

图9

A．F≤12NB．F≤10N

C．F≤9ND．F≤6N

解析　当A、B间有最大静摩擦力（2N）时，对A由牛顿第二定律知，加速度为2m/s2，对A、B整体应用牛顿第二定律有：

F－μ（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a，解得F＝12N，故A、B保持相对静止的条件是F≤12N，A正确，B、C、D错误.

1.（2017·

南阳中学月考）2015年7月的喀山游泳世锦赛中，我省名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠．她从跳台斜向上跳起，一段时间后跳入水中，如图10所示．不计空气阻力．下列说法正确的是（　　）

图10

A．她在空中上升过程中处于超重状态

B．她在空中下