三維設(shè)計2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點專題課巧解動力學(xué)問題的方法新人教版課件

一、用假設(shè)法巧解動力學(xué)問題假設(shè)法是一種解決物理問題的重要思維方法，在求解物體運動方向待定的問題時更是一種行之有效的方法。用假設(shè)法解題一般先根據(jù)題意從某一假設(shè)入手，然后運用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進行適當討論，從而得出答案。[典例1]如圖3－1所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個質(zhì)量為m0的小桶(底面水平)，桶中放有一質(zhì)量為m的物體，當桶靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長了L，今向下拉桶使彈簧再伸長ΔL后靜止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則下列說法中正確的是

(

)圖3－1A．①③B．①④C．②③

D．②④[答案]

A(2)動力學(xué)中各種臨界問題的臨界條件：①接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離的臨界條件是彈力FN＝0。②相對靜止或相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對靜止或相對滑動的臨界條件是：靜摩擦力達到最大值。③繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩子張力等于它所能承受的最大張力。繩子松弛的臨界條件是FT＝0。④加速度最大與速度最大的臨界條件：當物體在受到變化的外力作用下運動時，其加速度和速度都會不斷變化，當所受外力最大時，具有最大加速度；所受外力最小時，具有最小加速度。當出現(xiàn)加速度有最小值或最大值的臨界條件時，物體處于臨界狀態(tài)，所對應(yīng)的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值。[典例2]

如圖3－2所示，在傾角為θ的光滑斜面上端固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連有一質(zhì)量為m的小球，小球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時彈簧沒有形變，若手持擋板A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面勻加速下滑，求：圖3－2(1)從擋板開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間；(2)從擋板開始運動到小球速度最大時，小球的位移。利用圖象分析動力學(xué)問題時，關(guān)鍵是要將題目中的物理情景與圖象結(jié)合起來分析，利用物理規(guī)律或公式求解或作出正確判斷。如必須弄清位移、速度、加速度等物理量和圖象中斜率、截距、交點、折點、面積等的對應(yīng)關(guān)系。

[典例3]

將一個粉筆頭輕放在以2m/s的恒定速度運動的足夠長的水平傳送帶上后，傳送帶上留下一條長度為4m的畫線。若使該傳送帶仍以2m/s的初速度改做勻減速運動，加速度大小恒為1.5m/s2，且在傳送帶開始做勻減速運動的同時，將另一個粉筆頭(與傳送帶的動摩擦因數(shù)和第一個相同)輕放在傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的畫線？[解析]第一次畫線，傳送帶勻速，粉筆頭由靜止開始做勻加速運動，兩者發(fā)生相對滑動，設(shè)粉筆頭的加速度大小為a1，同時作出粉筆頭和傳送帶的速度—時間圖象，如圖3－3甲所示。圖3－3

四、用分解加速度法巧解動力學(xué)問題因牛頓第二定律F＝ma指出力和加速度永遠存在瞬間對應(yīng)關(guān)系，所以在用牛頓第二定律求解動力學(xué)問題時，有時不去分解力，而是分解加速度，尤其是當存在斜面體這一物理模型且斜面體又處于加速狀態(tài)時，往往此法能起到事半功倍的效果。[典例4]在傾角為60°的光滑斜面上用細線系住一個質(zhì)量為m＝1kg可看成質(zhì)點的小球，線與斜面平行，斜面體在外力作用下向右運動，g＝10m/s2，求：圖3－4圖3－5圖3－6

五、用牛頓第二定律系統(tǒng)表達式巧解動力學(xué)問題牛頓第二定律研究的對象可以是單個物體(質(zhì)點)，也可以是多個相互作用的物體組成的系統(tǒng)(質(zhì)點系)。對于多個相互作用的物體組成的系統(tǒng)，高考時常有涉及，如果對系統(tǒng)中的物體逐一使用牛頓運動定律求解，過程往往較為復(fù)雜，而對系統(tǒng)整體應(yīng)用牛頓第二定律往往能使問題簡化。

兩種表達式

(1)當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和。[典例5]如圖3－7所示，水平地面上有一傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體，斜面體上有一質(zhì)量為m的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，此過程中斜面體沒有動，求地面對斜面體的支持力FN與摩擦力Ff的大小。

[解析]以物塊和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對象，將物塊的加速度a沿水平方向與豎直方向進行分解，對物塊與斜面體整體在豎直方向上由牛頓第二定律有(M＋m)g－FN＝M×0＋masinθ。在水平方向上由牛頓第二定律有Ff＝M×0＋macosθ，解得：FN＝(M＋m)g－masinθ，F(xiàn)f＝macosθ。

[答案]

(M＋m)g－masinθ

macosθ

圖3－7圖3－8[專題練習(xí)]1．質(zhì)量相同的甲、乙兩輛汽車都在方向不變的水平合外力

的作用下從靜止出發(fā)沿水平方向做加速直線運動。在第

一段時間間隔內(nèi)，兩輛汽車所受合外力的大小不變，汽

車乙所受的合外力大小是甲的兩倍；在接下來的相同時間

間隔內(nèi)，汽車甲所受的合外力大小增加為原來的兩倍，汽

車乙所受的合外力大小減小為原來的一半。求甲、乙兩車

各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總位移之比。答案：168N

72N3．如圖3－10