人教版新高考物理一轮总复习--牛顿运动定律的综合应用(一)课件PPT

这是一份人教版新高考物理一轮总复习--牛顿运动定律的综合应用(一)课件PPT，共40页。PPT课件主要包含了内容索引，知识巩固，解题策略，3轻绳连接体，4轻杆连接体等内容，欢迎下载使用。

第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
1.图像类型(1)已知图像分析运动和受力情况;(2)已知运动和受力情况分析图像的形状。2.关联知识通常要先对物体受力分析求合力,再根据牛顿第二定律求加速度,然后结合运动学公式分析。
1.连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆连接)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)。2.外力系统之外的物体对系统的作用力。3.内力系统中各物体间的相互作用力。
追本溯源如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为mA、mB,A、B之间的动摩擦因数为μ,开始时外力为F,如何求出A、B间的摩擦力?
提示 先将A、B看成整体,后再隔离A求出A、B间的摩擦力。
1.思考判断(1)超重说明物体的重力增大了。( )(2)失重说明物体的重力减小了。( )(3)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上。( )(4)物体失重时,也可能向上运动。( )(5)应用牛顿运动定律进行整体分析时,可以分析内力。( )
3.如图所示,两个质量分别为m1=3 kg、m2=2 kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在质量为m1和质量为m2的物体上,则( ) A.弹簧测力计的示数是50 NB.弹簧测力计的示数是24 NC.在突然撤去F2的瞬间,质量为m2的物体的加速度大小为4 m/s2D.在突然撤去F2的瞬间,质量为m1的物体的加速度大小为10 m/s2
整合构建1.常见的动力学图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等。2.图像问题的类型
训练突破1.(多选)(2019·全国卷Ⅲ)如图甲所示,物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力F'随时间t变化的关系如图乙所示,木板的速度v与时间t的关系如图丙所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( )A.木板的质量为1 kgB.2~4 s内,力F的大小为0.4 NC.0~2 s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
2.(多选)(2020·山东等级考模拟卷)如图所示,某人从距水面一定高度的平台上做蹦极运动。劲度系数为k的弹性绳一端固定在人身上,另一端固定在平台上。人从静止开始竖直跳下,在其到达水面前速度减为零。运动过程中,弹性绳始终处于弹性限度内。取与平台同高度的O点为坐标原点,以竖直向下为y轴正方向,忽略空气阻力,人可视为质点。从跳下至第一次到达最低点的运动过程中,用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间。下列描述v与t、a与y的关系图像可能正确的是( )
解析:人在下落的过程中,弹性绳绷紧之前,人处于自由落体状态,加速度为g;弹性绳绷紧之后,弹力随下落距离逐渐增大,加速度先均匀减小后反向均匀增大,C错误,D正确。弹性绳绷紧之后,人的加速度先减小后反向增大,可知v-t图像的斜率先减小后反向增大,B错误,A正确。
方法技巧解决图像综合问题的三点提醒1.分清图像的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图像所反映的物理过程,会分析临界点。2.注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等。3.明确能从图像中获得哪些信息:把图像与具体的题意、情境结合起来,再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义,确定从图像中反馈出来的有用信息,这些信息往往是解题的突破口或关键点。
整合构建1.连接体问题具体类型(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速度相等。
分析方法:(1)这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般采用先整体、后隔离的方法。(2)建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则,或者正交分解力,或者正交分解加速度。
2.解题思路(1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法。(2)对整体或隔离体进行受力分析,应用牛顿第二定律确定整体或隔离体的加速度。(3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量。
3.连接体的类型(1)弹簧连接体
(2)物物叠放连接体
【典例1】 (多选)如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两个物体放在斜面上,中间用一个轻杆相连,A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,它们在斜面上加速下滑,关于杆的受力情况,下列分析正确的是( )A.若μ1>μ2,m1=m2,则杆受到压力B.若μ1=μ2,m1>m2,则杆受到拉力C.若μ1<μ2,m1思维点拨(1)A、B在斜面上一起加速下滑,求它们的加速度以谁为研究对象?(2)研究杆上的受力情况,适合以谁为研究对象?
提示 (1)整体。(2)隔离A或B。
归纳总结涉及整体法和隔离法的具体类型(1)通过滑轮和绳的连接体问题:若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法。(2)水平面上的连接体问题:这类问题一般连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度。解题时,一般整体法、隔离法交替应用。
训练突破3.(2020·山东省实验中学模拟)如图所示,在水平桌面上固定一个光滑长木板,质量为m'的木块通过轻绳与质量为m的钩码相连,重力加速度为g,则释放后钩码的加速度大小为( )
整合构建1.临界值或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显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”,而这些起止点往往就对应临界状态;(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”“稳定加速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度。
2.处理临界问题的三种方法
考向1 应用极限法解决临界和极值问题【典例2】 如图所示,物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上,A、B质量分别为mA=6 kg、mB=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2。开始时F=10 N,此后逐渐增加,在增大到45 N的过程中,则( )A.当拉力F<12 N时,物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12 N时,开始相对滑动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动思维点拨物体B产生加速度的力的施力物体是谁?这个力最大是多大?
提示 物体B产生加速度的力的施力物体是A,这个力最大是12 N。
思维点拨(1)如何求小物块做匀加速直线运动的加速度?(2)拉力F与斜面的夹角是恒定不变的吗?如何求出拉力的最小值?
提示 (1)已知物块的位移、初速度及运动时间,可以求出加速度。(2)不是。物块运动过程中加速度不变,因此拉力F会随着夹角的变化而变化。可以借助于正交分解法及相关数学知识求出拉力最小值。
(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得Fcs α-mgsin θ-Ff=ma ⑤Fsin α+FN-mgcs θ=0 ⑥又Ff=μFN⑦联立⑤⑥⑦式得
方法归纳动力学中极值问题的临界条件和处理方法1.“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,临界条件是弹力FN=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:绳子所能承受的拉力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中拉力等于它所能承受的最大拉力;绳子松弛的临界条件是FT=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。
2.“四种”典型数学方法(1)三角函数法;(2)根据临界条件列不等式法;(3)利用二次函数的判别式法;(4)极限法。