高中物理高考 专题06 牛顿运动定律的综合应用（讲义）-【教育机构专用】高三物理寒假讲义

这是一份高中物理高考 专题06 牛顿运动定律的综合应用（讲义）-【教育机构专用】高三物理寒假讲义，共19页。试卷主要包含了轻绳模型的特点，轻弹簧模型的特点，轻杆模型的特点等内容，欢迎下载使用。
（一）牛顿第二定律瞬时性问题的三种模型
1.轻绳模型的特点
①轻绳不发生明显形变就能产生弹力，弹力的方向始终沿绳．
②轻绳只能拉伸，不能压缩，故轻绳只能受拉力，不能受压力．
③剪断轻绳后，轻绳不需要时间恢复形变，弹力立即消失．在瞬时问题中，轻绳的弹力可发生突变，符合变化之后的运动情况．
2.轻弹簧(弹性绳)模型的特点
①弹簧发生明显形变产生弹力，弹力的方向沿弹簧形变的反方向．
②弹簧既能拉伸又能压缩，故弹簧能受拉力或压力．
③在瞬间问题中，若弹簧的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧的长度不会发生突变，故弹簧的弹力认为不变，若弹簧仅一端与物体相连，由于弹簧的质量忽略不计，故弹簧的弹力认为为零．
3.轻杆模型的特点
①轻杆不发生明显形变就能产生弹力，弹力的方向不一定沿杆．
②轻杆既能拉伸又能压缩，故轻杆能受拉力或压力．
③在瞬间问题中，轻杆的弹力可发生突变，符合变化后的运动情况．
（二）动力学的两类基本问题
1．动力学的两类基本问题
(1)第一类：已知受力情况求物体的运动情况．
(2)第二类：已知运动情况求物体的受力情况．
2．解决两类基本问题涉及的公式
(1)速度与时间的关系v＝v0＋at.
(2)位移与时间的关系x＝v0t＋eq \f(1,2)at2.
(3)位移与速度的关系v2－veq \\al(2,0)＝2ax.
(4)动力学方程F合＝ma，正交分解：Fx＝max，Fy＝may.
（三）动力学中的图象问题
1．常见的动力学图象
v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等．
2．解决图象问题的三点注意
(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．
(2)注意图线中特殊点的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等．
(3)明确能从图象中获得的信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中提取出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点．
（四）斜面上物体运动时间
1．光滑斜面模型
如右图所示，质量为m的物体从倾角为θ、高度为h的光滑斜面顶端由静止下滑，则有如下规律：
(1)物体从斜面顶端滑到底端所用的时间t，由斜面的倾角θ与斜面的高度h共同决定，与物体的质量无关．
关系式为t＝eq \f(1,sinθ) eq \r(\f(2h,g)).
(2)物体滑到斜面底端时的速度大小只由斜面的高度h决定，与斜面的倾角θ、斜面的长度、物体的质量无关．
关系式为v＝eq \r(2gh).
2．等时圆模型
(1)模型特征
①质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示．
②质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示．
③两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示．
（五）用整体法和隔离法求解动力学连接体问题
1．方法选取
(1)整体法的选取原则
若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，则可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)．
(2)隔离法的选取原则
若连接体内各物体的加速度不相同，或者需要求出系统内各物体之间的作用力，则需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．
(3)整体法、隔离法的交替运用
若连接体内各物体具有相同的加速度，且需要求物体之间的作用力，则可以选用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．
2．连接体问题的具体类型
(1)通过滑轮和绳的连接体问题：若要求绳的拉力，绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同，故采用隔离法．
(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般多是连接体(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．
(3)斜面体及其上面物体组成的系统的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析；若物体随斜面体共同加速运动，一般整体法、隔离法交替应用．
（六）动力学中的临界和极值问题的分析方法
1．临界或极值条件的标志
(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．产生临界问题的条件
(1)两物体脱离的临界条件：弹力FN＝0，加速度相同，速度相同．
(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，静摩擦力达到最大值．
(3)绳子拉断与松弛的临界条件：绳子断时，绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛时，张力FT＝0.
3．临界问题的常用解法
(1)极限法：把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的．
(2)假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题．
(3)数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式解出临界条件．
（七）传送带模型
1．水平传送带问题
设传送带的速度为v带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两轮之间的距离为L，物体置于传送带一端时的初速度为v0.
(1)v0＝0，如图甲所示，物体刚置于传送带上时由于受摩擦力作用，将做a＝μg的匀加速运动．假定物体从开始置于传送带上一直加速到离开传送带，则其离开传送带时的速度为v＝eq \r(2μgL).显然，若v带