2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一第3讲牛顿定律的应用课件

这是一份2023高考物理二轮专题复习与测试第一部分专题一第3讲牛顿定律的应用课件，共45页。PPT课件主要包含了专题一力与运动，知识归纳素养奠基，细研命题点提升素养，答案B等内容，欢迎下载使用。
第3讲　牛顿定律的应用
1．解决动力学两类基本问题的思路．2．动力学基本问题的解题步骤．(1)明确研究对象：根据问题的需要和解题的方便，选择某个物体或某系统作为研究对象．(2)受力分析：画好受力示意图，选择适当的处理方法求出合力或合力的表达式．①合成法：合成法适用于受力个数较少(2个)的情况．
②正交分解法：正交分解法适用于各种情况，尤其是物体的受力个数较多(3个或3个以上)时．(3)运动情况分析：画出运动示意图，明确物体的运动性质和运动过程，求出或设出物体的加速度．(4)根据牛顿第二定律列式求解．
命题点一　动力学的两类基本问题一、求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示
二、动力学两类基本问题的解题步骤
(2022·浙江卷)第24届冬奥会在我国举办．钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12 m的水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示)，到C点共用时5.0 s．若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，sin 15°＝0.26，求雪车(包括运动员)：
(1)在直道AB上的加速度大小；(2)过C点的速度大小；(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小．
“奋斗者”号海潜器成功坐底深度10 909米(如图)，给世界巨大的震撼．已知潜水器下潜时的总质量为50 t，体积为40 m3，潜水器加速下潜到一定深度后，通过抛弃10 t的物体后减速至约万米深度．在潜水器下潜与上浮过程中，重力加速度可视为常量，大小均为g＝10 m/s2，海水密度取1.0×103 kg/m3. (1)假设潜水器下潜过程中受到海水的阻力不变，当潜水器由静止加速下潜1.8 km时，速度达最大为60 m/s，求潜水器在下潜过程中受到海水的阻力大小．(2)完成作业后，当潜水器以10 m/s匀速运动到达离海面5 000 m处时，在极短的时间内以20 m/s的速度竖直向下抛出一质量为4 t的载重[抛载后潜水器体积、发动机牵引力、海水阻力均不变，海水阻力同(1)]，然后加速至最大速度20 m/s后匀速运行，在与水面距离较近时关闭发动机，减速至水面时速度恰好为零．求从抛载到水面所需的时间．
1．为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎的动摩擦因数μ，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶，当汽车速度表显示40 km/h时紧急刹车(车轮抱死)，车上人员用手机测得汽车滑行3.70 s后停下来，g取10 m/s2，则测得μ约为(　　)A．0.2 B．0.3 C．0.4 D．0.5
2．某无人机在田间实施喷洒农药的任务，无人机和携带的农药总质量为25 kg，无人机完成某块地的喷洒任务后，悬停在离地2 m高处，然后先匀加速上升，再匀减速上升，到21.6 m高处速度刚好为零，在离地面21.6 m高处再做水平方向的匀速直线运动，到达另一块地上空，先匀加速下降，再匀减速下降，到离地面高度为2 m处速度刚好为零，已知无人机上升和下降过程中受到的空气阻力大小均为重力的0.1倍，重力加速度为10 m/s2，上升过程中的最大速度与下降过程中的最大速度之比为3∶2，求：
(1)无人机上升过程和下降过程所用时间之比；(2)若无人机在上升过程中加速运动时的升力为其重力的1.6倍，减速运动时的升力为其重力的0.7倍，则上升过程加速的时间为多少．
3．如图甲所示，一本词典放置在水平桌面上，词典的总厚度H＝6 cm，总质量M＝1.8 kg，将一张白纸(质量和厚度均可忽略)夹在词典最深处，白纸距词典上表面的高度为h＝4 cm，如图乙所示，白纸上下表面与书页间，词典与桌面间的动摩擦因数均为μ＝0.3，各接触面间的最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，白纸受到的压力大小等于压在白纸上方那部分词典的重力，且词典的质量随高度均匀分布．用大小合适的水平拉力向外拉白纸，可带动词典在桌面上运动，重力加速度g＝10 m/s2，求：
(1)词典在桌面上运动时桌面对词典的摩擦力和白纸与词典间的最大摩擦力；(2)词典在桌面上运动的最大加速度．
命题点二　力学中的连接体问题整体法与隔离法常涉及的三种问题类型．(1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法．(2)水平面上的连接体问题：①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体后隔离的方法．②建立直角坐标系时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．
(3)斜面体与物体组成的连接体问题：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，一般采用隔离法分析．
如图所示，一端固定在地面上的杆与水平方向夹角为θ，将一质量为M的滑块套在杆上，滑块通过轻绳悬挂一质量为m的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ，先给滑块一个沿杆方向的初速度，稳定后滑块和小球一起以共同的加速度沿杆运动，此时绳子与竖直方向的夹角为β，且β>θ，不计空气阻力，则滑块的运动情况是(　　)A．沿着杆减速下滑 B．沿着杆减速上滑C．沿着杆加速下滑 D．沿着杆加速上滑
解析：把滑块和小球看做整体受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系，若速度方向向下，则沿斜面方向上有(m＋M)gsin θ－f＝(m＋M)a，垂直斜面方向上有FN＝(m＋M)gcs θ，摩擦力为f＝μFN，联立可得a＝gsin θ－μgcs θ，对小球有：若θ＝β，则a＝gsin β，现有β>θ，则有a>gsin β，所以gsin θ－μgcs θ>gsin β，整理得gsin θ－gsin β>μgcs θ，因为β>θ，所以gsin θ－gsin β0，所以假设不成立，即速度的方向一定向上，由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故B正确，A、C、D错误．故选B.
命题点三　用动力学方法分析传送带问题1．传送带问题中摩擦力的分析是突破点．物体与传送带达到“共速”的瞬间，是摩擦力发生“突变”的“临界状态”；如果遇到匀变速运动的水平传送带或者倾斜传送带，还要根据牛顿第二定律判断“共速”后的下一时刻是滑动摩擦力还是静摩擦力．
2．“三步走”分析传送带问题．
如图所示，倾斜传送带AB和水平传送带BC平滑连接，传送带AB的倾角为θ＝37°，起点A距水平面的高度H＝7.0 m，BC长为d＝2.0 m，端点C距水平面的高度h＝1.0 m，水平传送带BC的长度d和高度h都可以调节，可以调至如图所示的B′C′位置，水平传送带和倾斜传送带都以v0＝8 m/s的速度逆时针运动，一质量为m＝5 kg的物块从倾斜传送带的顶端A点由静止释放，已知物块与AB、BC间的动摩擦因数均为μ＝0.25，物块通过B点时无能量损失．(取重力加速度g＝10 m/s2，cs 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，物块在运动过程中可视为质点)．
(1)求物块运动到C点时的速度大小；(2)当h调为h′＝3.325 m时，物块在传送带上运动的总时间是多少？
如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t＝0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t＝t0时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是(　　)A　　　　　B C　　　　　　D
解析：若v1a2，故A错误、B正确；根据上面选项分析，可知小物体P速度减为零后，又反向以a2的加速度做向左的匀加速直线运动．故D错误；根据图线与坐标轴所围面积表示物体的位移，可知小物体P沿传送带向右运动的距离大于向左运动的距离，即t0时刻没有离开传送带，故C错误．故选B.
命题点四　滑块—木板模型动力学分析：判断滑块与滑板是否发生相对滑动是解决这类问题的一个难点，通常采用整体法、隔离法和假设法等．往往先假设两者相对静止，由牛顿第二定律求出它们之间的摩擦力f，与最大静摩擦力fm进行比较．若f＜fm，则不会发生相对滑动；反之，将发生相对滑动．从运动学角度看，滑块与滑板的速度和加速度不等，则会发生相对滑动．
如图甲所示，A、B两物块静止叠放在水平地面上．水平拉力F作用在A上，且F从0开始逐渐增大，B的加速度aB与F的关系图像如图乙所示，则A的加速度aA与F的关系图像可能正确的是(　　)
A　　　　　B C　　　　　　D
1．如图甲中有一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到随时间t变化的水平拉力F作用，用传感器测出其加速度a，得到乙图的a-F图像．取g＝10 m/s2，对此得到下列结论，其中正确的是(　　)A．滑块的质量m＝2 kgB．木板的质量M＝4 kgC．当F＝8 N时滑块加速度为3 m/s2D．滑块与木板间动摩擦因数为0.1
2．如图所示，在光滑的水平面上静止着长木板B，滑块A与长木板B之间的动摩擦因数为μ＝0.2，A的质量为mA＝1.0 kg，B的质量为mB＝2.0 kg，A以水平初速度v＝3 m/s冲上长木板B的左端，经过一段时间，两者速度相等，A没有运动到B板的右端，二者相对静止一起向墙壁运动，B与墙壁碰撞后，以原速率反向弹回．(已知重力加速度g＝10 m/s2)问：(结果保留两位有效数字)(1)在与墙壁碰撞前，从A冲上木板到A、B相对静止，经过多长时间？(2)为了保证A不从木板右端落下，木板至少要多长？