高考物理復習第3章牛頓運動定律能力課時3牛頓運動定律的綜合應用市賽課公開課一等獎省名師獲獎PP

能力課時3牛頓運動定律綜合應用(一)1/52突破一牛頓運動定律與圖象綜合問題求解方法

物理公式與物理圖象結合是一個主要題型，也是高考重點及熱點。1.“兩大類型” (1)已知物體在某一過程中所受協力(或某個力)隨時間改變圖線，要求分析物體運動情況。

(2)已知物體在某一過程中速度、加速度隨時間改變圖線，要求分析物體受力情況。2.“一個橋梁”：加速度是聯絡v

－t圖象與F－t圖象橋梁。2/523.處理圖象問題方法和關鍵(1)分清圖象類別：分清橫、縱坐標所代表物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反應物理過程，會分析臨界點。(2)注意圖象中一些特殊點所表示物理意義：圖線與橫、縱坐標交點，圖線轉折點，兩圖線交點等表示物理意義。(3)明確能從圖象中取得哪些信息：把圖象與物體運動情況相結合，再結合斜率、特殊點、面積等物理意義，確定從圖象中得出有用信息，這些信息往往是解題突破口或關鍵點。3/52【例1】

(多項選擇)(·新課標全國卷Ⅰ，20)如圖1(a)，一物塊在t＝0時刻滑上一固定斜面，其運動v－t圖線如圖(b)所表示。若重力加速度及圖中v0、v1、t1均為已知量，則可求出(

)圖1A.斜面傾角B.物塊質量C.物塊與斜面間動摩擦因數D.物塊沿斜面向上滑行最大高度4/52答案

ACD5/52易錯提醒分析圖象問題時常見誤區(qū)(1)沒有看清橫、縱坐標所表示物理量及單位。(2)沒有注意坐標原點是否從零開始。(3)不清楚圖線點、斜率、面積等物理意義。(4)忽略對物體受力情況和運動情況分析。6/52【變式訓練】1.[與a－F圖象綜合](多項選擇)如圖2甲所表示，物體原來靜止在水平面上，用一水平力F拉物體，在F從0開始逐步增大過程中，物體先靜止后做變加速運動，其加速度a隨外力F改變圖象如圖乙所表示。依據圖乙中所標出數據可計算出(g取10m/s2)(

)圖27/52A.物體質量為1kgB.物體質量為2kgC.物體與水平面間動摩擦因數為0.3D.物體與水平面間動摩擦因數為0.58/52解析物體受力如圖所表示，在力F從0增大到7N之前物體靜止，在7N時運動狀態(tài)發(fā)生改變，由牛頓第二定律得F－Ff＝ma，代入圖乙中F1＝7N和F2＝14N及對應加速度a1＝0.5m/s2和a2＝4m/s2，解得m＝2kg，Ff＝6N，A錯誤，B正確；Ff＝μFN＝μmg，則μ＝0.3，C正確，D錯誤。答案

BC9/522.[與F－t、v－t圖象綜合](多項選擇)(·內蒙古包頭測評)將一質量不計光滑桿傾斜地固定在水平面上，如圖3甲所表示，現在桿上套一光滑小球，小球在一沿桿向上拉力F作用下沿桿向上運動。該過程中小球所受拉力以及小球速度隨時間改變規(guī)律如圖乙、丙所表示。g＝10m/s2。則以下說法正確是(

)圖310/52A.在2～4s內小球加速度大小為0.5m/s2B.小球質量為2kgC.桿傾角為30°D.小球在0～4s內位移為8m答案

AC11/52突破二連接體問題分析方法1.連接體分類

依據兩物體之間相互連接媒介不一樣，常見連接體能夠分為三大類。 (1)繩(桿)連接：兩個物體經過輕繩或輕桿作用連接在一起； (2)彈簧連接：兩個物體經過彈簧作用連接在一起； (3)接觸連接：兩個物體經過接觸面彈力或摩擦力作用連接在一起。2.連接體運動特點

輕繩——輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端連接體沿繩方向速度總是相等。12/52

輕桿——輕桿平動時，連接體含有相同平動速度；輕桿轉動時，連接體含有相同角速度，而線速度與轉動半徑成正比。

輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變過程中，兩端連接體速率不一定相等；在彈簧形變最大時，兩端連接體速率相等。

尤其提醒 (1)“輕”——質量和重力均不計。 (2)在任何情況下，繩中張力大小相等，繩、桿和彈簧兩端受到彈力大小也相等。13/523.連接體問題分析方法(1)分析方法：整體法和隔離法。(2)選取整體法和隔離法策略：①當各物體運動狀態(tài)相同時，宜選取整體法；當各物體運動狀態(tài)不一樣時，宜選取隔離法；②對較復雜問題，通常需要屢次選取研究對象，交替應用整體法與隔離法才能求解。14/52類型一繩(或桿)連接體【例2】如圖4所表示，有材料相同P、Q兩物塊經過輕繩相連，并在拉力F作用下沿斜面向上運動，輕繩與拉力F方向均平行于斜面。當拉力F一定時，Q受到繩拉力(

)圖4A.與斜面傾角θ相關

B.與動摩擦因數相關C.與系統運動狀態(tài)相關

D.僅與兩物塊質量相關15/52答案

D16/52方法提煉17/52【變式訓練】3.如圖5甲所表示，質量為M小車放在光滑水平面上，小車上用細線懸吊一質量為m小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運動時，細線與豎直方向成α角，細線拉力為FT。若用一力F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加速度a′向左運動時，細線與豎直方向也成α角，如圖乙所表示，細線拉力為FT′，則(

)圖518/52A.F′＝F，FT′＝FT B.F′＞F，FT′＝FTC.F′＜F，FT′＞FT D.F′＜F，FT′＜FT解析對小球進行受力分析，因為小球豎直方向上所受協力為零，可知FTcosα＝mg，FT′cosα＝mg，所以FT＝FT′。對于圖乙中小球，水平方向有FT′sinα＝ma′。對于圖甲中小車，水平方向有FTsinα＝Ma，因為M＞m，所以a′＞a。對小球與車組成整體，由牛頓第二定律得F＝(M＋m)a，F′＝(M＋m)a′，所以F′＞F，選項B正確。答案

B19/52類型二彈簧連接體【例3】如圖6所表示，兩個質量分別為m1＝3kg、m2＝2kg物體置于光滑水平面上，中間用輕質彈簧測力計連接。兩個大小分別為F1＝30N、F2＝20N水平拉力分別作用在m1、m2上，則(

)圖6A.彈簧測力計示數是50NB.彈簧測力計示數是24NC.在突然撤去F2瞬間，m2加速度大小為4m/s2D.在突然撤去F2瞬間，m1加速度大小為10m/s220/52答案

B21/52方法提煉22/52【變式訓練】4.(多項選擇)如圖7所表示，質量分別為mA、mBA、B兩物塊用輕質彈簧連接放在傾角為θ斜面上，用一直平行于斜面向上拉力F拉B物塊，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間動摩擦因數均為μ，為了減小彈簧形變量，可行方法是(

)圖7A.減小A物塊質量 B.增大B物塊質量C.增大傾角θ D.增大動摩擦因數μ23/52答案

AB24/5225/52聯立①②得3n＝2k，總車廂數為N＝n＋k，由此式可知n只能取偶數，當n＝2時，k＝3，總節(jié)數為N＝5當n＝4時，k＝6，總節(jié)數為N＝10當n＝6時，k＝9，總節(jié)數為N＝15當n＝8時，k＝12，總節(jié)數為N＝20，故選項B、C正確。答案

BC26/52【變式訓練】5.如圖8所表示，質量分別為m、M兩物體P、Q保持相對靜止，一起沿傾角為θ固定光滑斜面下滑，Q上表面水平，P、Q之間動摩擦因數為μ，則以下說法正確是(

)圖8A.P處于超重狀態(tài)B.P受到摩擦力大小為μmg，方向水平向右C.P受到摩擦力大小為mgsinθcosθ，方向水平向左D.P受到支持力大小為mgsin2θ27/52解析由題意可知，P有向下加速度，處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；對P、Q整體，依據牛頓第二定律有(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a，得加速度a＝gsinθ，將沿斜面向下加速度a＝gsinθ沿水平方向和豎直方向分解，如圖所表示，則a1＝acosθ＝gsinθcosθ，a2＝asinθ＝gsin2

θ，對P分析，依據牛頓第二定律，水平方向上有Ff＝ma1，方向水平向左，豎直方向上有mg－FN＝ma2，得Ff＝mgsinθcosθ，FN＝mgcos2

θ，選項C正確，B、D錯誤。答案

C28/52突破三臨界問題處理方法1.臨界或極值條件標志(1)有些題目中有“剛好”、“恰好”、“恰好”等字眼，表明題述過程存在臨界點。(2)若題目中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語，表明題述過程存在“起止點”，而這些起止點往往就對應臨界狀態(tài)。(3)若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“最少”等字眼，表明題述過程存在極值，這個極值點往往是臨界點。(4)若題目要求“最終加速度”、“穩(wěn)定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。29/522.幾個臨界狀態(tài)和其對應臨界條件以下表所表示臨界狀態(tài)臨界條件速度抵達最大物體所受合外力為零兩物體剛好分離兩物體間彈力FN＝0繩剛好被拉直繩中張力為零繩剛好被拉斷繩中張力等于繩能承受最大拉力30/523.處理臨界問題三種方法極限法把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現象(或狀態(tài))暴露出來，以抵達正確處理問題目標假設法臨界問題存在各種可能，尤其是非此即彼兩種可能時，或改變過程中可能出現臨界條件，也可能不出現臨界條件時，往往用假設法處理問題數學法將物理過程轉化為數學表示式，依據數學表示式解出臨界條件31/52【例5】如圖9所表示，水平地面上矩形箱子內有一傾角為θ固定斜面，斜面上放一質量為m光滑球。靜止時，箱子頂部與球接觸但無壓力。箱子由靜止開始向右做勻加速運動，然后改做加速度大小為a勻減速運動直至靜止，經過總旅程為s，運動過程中最大速度為v。圖9(1)求箱子加速階段加速度大小a′；(2)若a＞gtanθ，求減速階段球受到箱子左壁和頂部作用力。32/5233/5234/52反思提升處理臨界問題基本思緒 (1)認真審題，詳盡分析問題中改變過程(包含分析整體過程中有幾個階段)； (2)尋找過程中改變物理量； (3)探索物理量改變規(guī)律； (4)確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關系。

挖掘臨界條件是解題關鍵。如例5中第(2)求解關鍵是：假設球剛好不受箱子作用力，求出此時加速度a。35/52圖1036/5237/52答案

BCD38/521.(·江蘇南京月考)如圖11所表示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質量分別為mA＝6kg、mB＝2kg，A、B之間動摩擦因數μ＝0.2，開始時F＝10N，今后逐步增大，在增大到45N過程中，則(g取10m/s2)(

)圖1139/52A.當拉力F＜12N時，物體均保持靜止狀態(tài)B.兩物體開始沒有相對運動，當拉力超出12N時，開始相對滑動C.兩物體從受力開始就有相對運動D.兩物體一直沒有相對運動答案D40/522.(·重慶理綜，5)若貨物隨升降機運動v－t圖象如圖12所表示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機支持力F與時間t關系圖象可能是(

)圖1241/52解析由v－t圖象可知：過程①為向下勻加速直線運動(加速度向下，失重，F<mg)；過程②為向下勻速直線運動(處于平衡狀態(tài)，F＝mg)；過程③為向下勻減速直線運動(加速度向上，超重，F>mg)；過程④為向上勻加速直線運動(加速度向上，超重，F>mg)；過程⑤為向上勻速直線運動(處于平衡狀態(tài)，F＝mg)；過程⑥為向上勻減速直線運動(加速度向下，失重，F<mg)。綜合選項分析可知選項B正確。答案

B42/523.(多項選擇)(·江蘇單科，6)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t改變圖線如圖13所表示，以豎直向上為a正方向，則人對地板壓力(

)圖13A.t＝2s時最大 B.t＝2s時最小C.t＝8.5s時最大 D.t＝8.5s時最小43/52解析由題圖知，在上升過程中，在0～4s內，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上加速度越大，電梯對人支持力就越大，由牛頓第三定律可知，人對電梯壓力就越大，故A正確，B錯誤；由題圖知，在7～10s內加速度方向向下，由mg－FN＝ma知，向下加速度越大，人對電梯壓力就越小，故C錯誤，D正確。答案

AD44/524.(多項選擇)如圖14甲所表示，用粘性材料粘在一起A、B兩物塊靜止于光滑水平面上，兩物塊質量分別為mA＝1kg、mB＝2kg，當A、B之間產生拉力且大于0.3N時A、B將會分離。t