物理高考（教科版）復(fù)習(xí)課件第三章牛頓運動定律專題突破一

專題突破一牛頓運動定律的綜合應(yīng)用v－t圖像、F－a圖像、F－x圖像、a－t圖像、F－t圖像等。突破一動力學(xué)中的圖像問題1.常見的動力學(xué)圖像(1)在圖像問題中，無論是讀圖還是作圖，都應(yīng)盡量先建立函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系；然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系讀取圖像信息或者描點作圖。(2)讀圖時，要注意圖線的起點、斜率、截距、折點以及圖線與橫坐標(biāo)包圍的“面積”等所對應(yīng)的物理意義，盡可能多地提取解題信息。2.數(shù)形結(jié)合解決動力學(xué)圖像問題【例1】

(多選)(2015·全國卷Ⅰ，20)如圖1(a)，一物塊在t＝0時刻滑上一固定斜面，其運動的v－t圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出(

)考向動力學(xué)中的v－t圖像圖1A.斜面的傾角

B.物塊的質(zhì)量C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)

D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度答案ACD【例2】

(2018·全國卷Ⅰ，15)如圖2，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復(fù)原長前，下列表示F與x之間關(guān)系的圖像可能正確的是(

)考向動力學(xué)中的F－x圖像圖2解析假設(shè)物塊靜止時彈簧的壓縮量為x0，則由力的平衡條件可知kx0＝mg，在彈簧恢復(fù)原長前，當(dāng)物塊向上做勻加速直線運動時，由牛頓第二定律得F＋k(x0－x)－mg＝ma，由以上兩式解得F＝kx＋ma，顯然F和x為一次函數(shù)關(guān)系，且在F軸上有截距，則A正確，B、C、D錯誤。答案A動力學(xué)中的F－a圖像【例3】

(2013·課標(biāo)卷Ⅱ，14)一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用，假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖像是(

)考向解析當(dāng)拉力F小于最大靜摩擦力時，物塊靜止不動，加速度為零，當(dāng)F大于最大靜摩擦力時，根據(jù)F－f＝ma知，隨F的增大，加速度a增大，故選項C正確。答案

C動力學(xué)圖像問題的解題策略1.如圖3，滑塊以初速度v0沿表面粗糙且足夠長的固定斜面，從頂端下滑，直至速度為零。對于該運動過程，若用h、x、v、a分別表示滑塊的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示時間，則下列圖像最能正確描述這一運動規(guī)律的是(

)圖3答案B圖42.一次演習(xí)中，一空降特戰(zhàn)兵實施空降，飛機(jī)懸停在高空某處后，空降特戰(zhàn)兵從機(jī)艙中跳下，設(shè)空降特戰(zhàn)兵沿直線運動，其速度—時間圖像如圖4a所示，當(dāng)速度減為零時特戰(zhàn)兵恰好落到地面。已知空降特戰(zhàn)兵的質(zhì)量為60kg。設(shè)降落傘用8根對稱的繩懸掛空降特戰(zhàn)兵，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖b所示。不計空降特戰(zhàn)兵所受的阻力。則空降特戰(zhàn)兵(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(

)答案CA.前2s處于超重狀態(tài)B.從200m高處開始跳下C.落地前瞬間降落傘的每根繩對特戰(zhàn)兵的拉力大小為125ND.整個運動過程中的平均速度大小為10m/s1.連接體

多個相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細(xì)桿聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。連接體一般具有相同的運動情況(速度、加速度)。突破二動力學(xué)中的連接體問題2.解決連接體問題的兩種方法聯(lián)立①②得3n＝2k，總車廂數(shù)為N＝n＋k，由此式可知n只能取偶數(shù)，解析設(shè)掛鉤P、Q西邊有n節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量為m，則掛鉤P、Q西邊車廂的質(zhì)量為nm，以西邊這些車廂為研究對象，有F＝nma①當(dāng)n＝2時，k＝3，總節(jié)數(shù)為N＝5當(dāng)n＝4時，k＝6，總節(jié)數(shù)為N＝10當(dāng)n＝6時，k＝9，總節(jié)數(shù)為N＝15當(dāng)n＝8時，k＝12，總節(jié)數(shù)為N＝20，故選項B、C正確。答案

BC(1)處理連接體問題時，整體法與隔離法往往交叉使用，一般的思路得先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的作用力。(2)隔離法分析物體間的作用力時，一般應(yīng)選受力個數(shù)較少的物體進(jìn)行分析。

1.(多選)(2018·河北保定一模)如圖5所示，一質(zhì)量M＝3kg、傾角為α＝45°的斜面體放在光滑水平地面上，斜面體上有一質(zhì)量為m＝

1kg的光滑楔形物體。用一水平向左的恒力F作用在斜面體上，系統(tǒng)恰好保持相對靜止地向左運動。重力加速度為g＝10m/s2，下列判斷正確的是(

)圖5答案BD解析對整體受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律有F＝(M＋m)a，對楔形物體受力分析如圖乙所示。2.(多選)(2019·成都七中二診模擬)水平面上有帶圓弧形凸起的長方形木塊A，木塊A上的物體B用繞過凸起的輕繩與物體C相連，B與凸起之間的繩是水平的。用一水平向左的拉力F作用在物體B上，恰使物體A、B、C保持相對靜止，如圖6，已知物體A、B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，不計所有的摩擦，則(

)圖6答案

AB圖73.(多選)(2019·陜西商洛質(zhì)檢)如圖7所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m和M的物塊A、B用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右以加速度a1勻加速運動時，彈簧的伸長量為x1；當(dāng)用同樣大小的恒力F沿著傾角為θ的光滑斜面方向作用于B上且兩物塊共同以加速度a2勻加速沿斜面向上運動時，彈簧的伸長量為x2，則下列說法中正確的是(

)解析在水平面上滑動時，對整體，根據(jù)牛頓第二定律，有A.若m＞M，有x1＝x2 B.若m＜M，有x1＝x2C.若μ＞sinθ，有x1＞x2 D.若μ＜sinθ，有x1＜x2T′－mgsinθ＝ma2⑤隔離物塊A，根據(jù)牛頓第二定律，有比較③⑥可知，彈簧彈力相等，與動摩擦因數(shù)和斜面的傾角無關(guān)，故A、B正確，C、D錯誤。答案AB(1)有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，即表明題述的過程存在著臨界點。(2)若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點”，而這些起止點往往對應(yīng)臨界狀態(tài)。(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，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。突破三動力學(xué)中的臨界和極值問題的分析方法1.臨界或極值條件的標(biāo)志(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力N＝0。(2)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，則發(fā)生相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達(dá)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度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛的臨界條件是T＝0。(4)加速度變化時，速度達(dá)到最值的臨界條件：加速度變?yōu)?時。2.“四種”典型臨界條件圖8根據(jù)牛頓第二定律，有Tcosθ＝ma0，Tsinθ－mg＝0，其中θ＝45°，解得a0＝g，則知當(dāng)滑塊向右運動的加速度a＝2g時，小球已“飄”起來了，此時小球受力如圖乙所示，則有T′cosα＝m·2g，T′sinα－mg＝0，又cos2α＋sin2α＝1，聯(lián)立解得T′＝10N，故選項A正確。答案A解析當(dāng)滑塊向右運動的加速度為某一臨界值時，斜面對小球的支持力恰好為零，此時小球受到重力和線的拉力的作用，如圖甲所示。1.分析臨界問題的兩種方法極端分析法把物理問題(或過程)推向極端，分析在極端情況下可能出現(xiàn)的狀態(tài)和滿足的條件，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時，往往用假設(shè)法解決問題2.解題策略：解決此類問題重在形成清晰的物理圖景，分析清楚物理過程，從而找出臨界條件。3.分析極值問題常用的“四種”典型的數(shù)學(xué)處理方法 (1)三角函數(shù)法。 (2)利用二次函數(shù)的判別式法。 (3)極限法。 (4)根據(jù)臨界條件列不等式法。

1.如圖9所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上的質(zhì)量為m的物體A接觸(A與彈簧未連接)，質(zhì)量為m的物體B緊挨A放置，此時彈簧水平且無形變，用水平力F緩慢推動物體B，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0，此時物體A、B靜止，已知物體A與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體B與水平面間的摩擦不計，撤去F后，物體A、B開始向左運動，A運動的最大距離為4x0，重力加速度大小為g。則(

)圖9答案D圖10－mgsinθ－μmgcosθ＝ma①解析當(dāng)θ變化時，設(shè)沿斜面向上為正方向，木塊的加速度為a，則木塊沿木板斜面方向列牛頓第二定律方程：斜面模型是中學(xué)物理中常見的模型之一。斜面模型的基本問題有物體在斜面上的平衡、運動及受力問題。通過斜面模型，借助斜面的幾何特點，尤其是斜面的角度關(guān)系，可以對共點力的平衡、牛頓運動定律、勻變速運動規(guī)律以及功能關(guān)系等知識，整體法與隔離法、極值法、極限法等物理方法進(jìn)行考查?？忌谔幚泶祟悊栴}時，要特別注意受力分析、正交分解法以及牛頓第二定律的運用?？茖W(xué)思維系列——千變?nèi)f化之“斜面模型”【典例1】

(多選)如圖11所示，質(zhì)量為m的物體A放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物體A，使其沿斜面向下勻速運動，斜面B始終靜止不動，重力加速度為g，則下列說法中正確的是(

)圖11A.斜面B相對地面有向右運動的趨勢B.地面對斜面B的靜摩擦力大小為FcosθC.地面對斜面B的支持力大小為(M＋m)g＋FsinθD.斜面B與物體A間的動摩擦因數(shù)為tanθ思路點撥由于A在斜面上勻速下滑，B靜止不動，故A和B均處于平衡狀態(tài)。因此，在分析B與地面間的相互作用時，可將A、B看成一個整體進(jìn)行分析；由A在斜面上勻速下滑可知，A在斜面方向上受力平衡，由此可計算出A、B之間的動摩擦因數(shù)。答案BC【典例2】

(多選)(2018·日照一模)如圖12所示，斜面A固定于水平地面上，在t＝0時刻，滑塊B以初速度v0自斜面底端沖上斜面，t＝t0時刻到達(dá)最高點。取沿斜面向上為正方向，下列表示滑塊在斜面上整個運動過程中速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是(

)圖12解析若斜面是光滑的，則滑塊在上滑和下滑的過程中所受合力為重力沿斜面向下的分力，大小方向均不變，故A正確；若斜面不光滑且滑塊上滑過程中所受的滑動摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，則滑塊沿斜面上升到最高點后會靜止在斜面上，故B正確；若斜面不光滑且滑塊在斜面上運動時所受的滑動摩擦力(即最大靜摩擦力)小于重力沿斜面向下的分力，則滑塊在上升過程中由重力沿斜面向下的分力和沿斜面向下的滑動摩擦力充當(dāng)合外力，而在下降過程中由重力沿斜面向下的分力和沿斜面向上的滑動摩擦力充當(dāng)合外力，所以滑塊沿斜面下滑的加速度一定小于沿斜面上滑的加速度，故C錯誤，D正確。答案ABD【典例3】

(多選)如圖13所示，傾角為θ的斜面體C置于粗糙水平面上，物塊B置于斜面上，已知B、C間的動摩擦因數(shù)為μ＝tanθ，B通過細(xì)