人教版高中物理必修第一册第四章运动和力的关系习题课四动力学中的三类常见题型课件

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习题课四　动力学中的三类常见题型　核心素养点击 综合提能(一)　动力学中的图像问题【知识贯通】1．常涉及的图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、a-F图像等。2．两种情况(1)已知物体的运动图像或受力图像，分析有关受力或运动问题。(2)已知物体的受力或运动情况，判断选择有关运动图像或受力图像的问题。3．解决这类问题的基本步骤(1)看清坐标轴所表示的物理量，明确图像的种类。(2)看图线本身，识别两个相关量的变化关系，从而分析对应的物理过程。(3)看图线的截距、斜率、交点、图线与坐标轴围成的“面积”等的物理意义。(4)弄清“图像与公式”“图像与图像”“图像与物体”之间的对应关系，根据牛顿运动定律及运动学公式建立相关方程解题。典例1　一质量为m＝2 000 kg的汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机突然发现前方100 m处有一警示牌，立即刹车。刹车过程中，汽车所受阻力大小随时间的变化可简化为图甲中的图线。图甲中，0～t1时间段为从司机发现警示牌到采取措施的反应时间(这段时间内汽车所受阻力已忽略，汽车仍保持匀速行驶)，t1＝0.8 s；t1～t2时间段为刹车系统的启动时间，t2＝1.3 s；从t2时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。已知从t2时刻开始，汽车第1 s内的位移为24 m，第4 s内的位移为1 m。(1)在图乙中定性画出从司机发现警示牌到刹车系统稳定工作后汽车运动的v-t图线；(2)求t2时刻汽车的速度大小及此后的加速度大小。[解析]　(1)v-t图像如图所示。(2)设刹车前汽车匀速行驶时的速度大小为v1，则t1时刻的速度也为v1；t2时刻的速度为v2。在t2时刻后汽车做匀减速运动，设其加速度大小为a，取Δt＝1 s。[答案]　(1)见解析图　(2)28 m/s　8 m/s2【集训提能】1． 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于 静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线 运动。以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示 F和x之间关系的图像可能正确的是 (　　)答案：A2．(选自新粤教版课后练习)如图所示是一质量为2 kg的物体在水平地面上的两种运动图线。Ⅰ表示物体受到一个与初速度方向成30°角的斜向上拉力F作用时的v-t图线。Ⅱ表示物体不受拉力作用时的v-t图线。求物体与地面的动摩擦因数μ和拉力F的大小。(取g＝10 m/s2)答案：0.2　17 N综合提能(二)　动力学中的临界问题【知识贯通】1．动力学中临界问题的特征在动力学问题中出现某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态即为临界问题。问题中出现“最大”“最小”“刚好”“恰能”等关键词语，一般都会涉及临界问题，隐含相应的临界条件。2．临界问题的常见类型及临界条件(1)弹力发生突变的临界条件。弹力发生在两物体的接触面之间，是一种被动力，其大小由物体所处的运动状态决定。相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是弹力为零。(2)摩擦力发生突变的临界条件。摩擦力是被动力，由物体间的相对运动趋势决定。①静摩擦力为零是运动趋势方向发生变化的临界状态。②静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态。3．求解临界极值问题的三种常用方法典例2　如图所示， 细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球(重力加速度为g)。(1)当滑块至少以多大的加速度向右运动时，细线对小球的拉力刚好等于零？(2)当滑块至少以多大的加速度向左运动时，小球对滑块的压力等于零？(3)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，细线中的拉力为多大？[解析]　 (1)当FT＝0时，小球受重力mg和斜面支持力FN作用，如图甲所示，则FNcos 45°＝mg，FNsin 45°＝ma，解得a＝g。故当滑块向右运动的加速度为g时，细线的拉力为0。【集训提能】1．(2021·全国乙卷)(多选)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量为m2的物块，如图甲所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图乙所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图丙所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则 (　　)答案：BCD2． 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上端固定一劲度系数为k的轻 弹簧，弹簧下端连有一质量为m的小球，小球被一垂直于斜面 的挡板A挡住，此时弹簧没有形变。若手持挡板A以加速度a(ax3＝x2C．若m1>m2，则 x1>x3＝x2D．若m1