《高考物理一輪復(fù)習(xí) 3.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用課件 滬科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 3.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用課件 滬科版必修1.ppt（85頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)1超重和失重 思維激活1 如圖所示 小球的密度小于杯中水的密度 彈簧兩端分別固定在杯底和小球上 靜止時(shí)彈簧伸長 x 若全套裝置自由下落 則在下落過程中彈簧的伸長量將 A 仍為 xB 大于 xC 小于 x 大于零D 等于零 解析 選D 當(dāng)全套裝置自由下落時(shí) 系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài) 彈簧與連接物之間無相互作用力 即彈簧恢復(fù)到原長 故選項(xiàng)D正確 知識(shí)梳理 1 視重 1 當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的 稱為視重 2 視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受物體的 或臺(tái)秤所受物體的 示數(shù) 拉力 壓力 2 超重 失重和完全失重的比較 大于 小于 等于 豎直向上 豎直向下 豎直向下 a g m g a m g a 加速 減速 加速 減速 加速 減速 知識(shí)點(diǎn)2牛頓定律的應(yīng)用 思維激活2 多選 如圖甲所示 兩物體A B疊放在光滑水平面上 對(duì)物體A施加一水平力F F t關(guān)系圖像如圖乙所示 兩物體在力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng) 且始終相對(duì)靜止 則 A 兩物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B 2 3s時(shí)間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸增大C A對(duì)B的摩擦力方向始終與力F的方向相同D 兩物體沿直線做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 解析 選B C 由F mA mB a fB mBa可知 fB與F的方向始終相同 選項(xiàng)C正確 2 3s內(nèi) F增大 a增大 因此 兩物體間的摩擦力逐漸增大 選項(xiàng)B正確 因F隨時(shí)間變化 故a也是變化的 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知 兩物體一直向前運(yùn)動(dòng) 不做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 知識(shí)梳理 1 整體法 當(dāng)連接體內(nèi) 即系統(tǒng)內(nèi) 各物體的 相同時(shí) 可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè) 分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況 運(yùn)用牛頓第二定律對(duì) 列方程求解的方法 2 隔離法 當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的 時(shí) 常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中 出來 分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況 再用牛頓第二定律對(duì) 出來的物體列方程求解的方法 加速度 整體 整體 內(nèi)力 隔離 隔離 3 外力和內(nèi)力 1 如果以物體系統(tǒng)為研究對(duì)象 受到系統(tǒng)之外的物體的作用力 這些力是該系統(tǒng)受到的 而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為 2 應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮 如果把某物體隔離出來作為研究對(duì)象 則內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的 外力 內(nèi)力 內(nèi)力 外力 微點(diǎn)撥 1 超重和失重的三個(gè)易混點(diǎn) 1 超重是物體有向上的加速度 而不一定是速度向上 2 失重是物體有向下的加速度 而不一定是速度向下 3 連接體中只有一部分物體超重或失重時(shí) 其他部分沒有加速度 則整體必然超重或失重 2 牛頓定律應(yīng)用的三點(diǎn)提醒 1 要明確研究對(duì)象是單一物體 還是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng) 對(duì)于系統(tǒng)要注意 加速度相同 可采用整體法 加速度不同 應(yīng)采用隔離法 2 要明確物體的運(yùn)動(dòng)過程是單一過程 還是多過程 注意分析每一運(yùn)動(dòng)過程的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 3 對(duì)于多過程問題 要注意分析聯(lián)系前 后兩個(gè)過程的關(guān)鍵物理量是速度 前一過程的末速度是后一過程的初速度 考點(diǎn)1對(duì)超重和失重的理解1 判斷方法 1 不管物體的加速度是不是豎直方向 只要其加速度在豎直方向上有分量 物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài) 2 盡管不是整體有豎直方向的加速度 但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度 整體也會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài) 深化理解 2 易錯(cuò)易混點(diǎn)撥 1 超重并不是重力增加了 失重并不是重力減小了 完全失重也不是重力完全消失了 在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí) 物體的重力依然存在 且不發(fā)生變化 只是物體對(duì)支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化 2 在完全失重的狀態(tài)下 平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失 如天平失效 浸在水中的物體不再受浮力 液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等 題組通關(guān)方案 典題1 2014 莆田模擬 關(guān)于超重和失重現(xiàn)象 下列描述中正確的是 A 電梯正在減速上升 在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)B 磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時(shí) 列車上的乘客處于超重狀態(tài)C 蕩秋千時(shí)秋千擺到最低位置時(shí) 人處于失重狀態(tài)D 神舟九號(hào) 飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時(shí) 飛船內(nèi)的宇航員處于完全失重狀態(tài) 解題探究 1 超重和失重現(xiàn)象分析的依據(jù)是什么 提示 依據(jù)加速度的方向進(jìn)行判斷 物體加速度方向向上處于超重狀態(tài) 加速度方向向下處于失重狀態(tài) 2 什么情況下物體處于完全失重狀態(tài) 提示 物體加速度等于重力加速度 方向豎直向下處于完全失重狀態(tài) 典題解析 選D 物體是否超重或失重取決于加速度方向 當(dāng)加速度向上時(shí)物體處于超重狀態(tài) 當(dāng)加速度向下時(shí)物體處于失重狀態(tài) 當(dāng)加速度向下且大小等于重力加速度時(shí)物體處于完全失重狀態(tài) 電梯正在減速上升 加速度向下 乘客失重 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 列車加速時(shí)加速度水平向前 乘客既不超重也不失重 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 蕩秋千到最低位置時(shí)加速度向上 人處于超重狀態(tài) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 其加速度等于飛船所在位置的重力加速度 宇航員處于完全失重狀態(tài) 選項(xiàng)D正確 通關(guān)1 1 1 拓展延伸 結(jié)合 典題1 回答下列問題 1 若電梯中的乘客處于超重狀態(tài) 則電梯可能怎樣運(yùn)動(dòng) 提示 當(dāng)物體的加速度向上時(shí) 物體處于超重狀態(tài) 故電梯可能加速上升 也可能減速下降 2 蕩秋千時(shí)秋千擺到最高點(diǎn)位置時(shí) 人處于超重狀態(tài) 還是失重狀態(tài) 提示 秋千擺到最高點(diǎn)位置時(shí) 人具有斜向下方的加速度 人處于失重狀態(tài) 2 多選 2014 濰坊模擬 在下列運(yùn)動(dòng)過程中 處于失重狀態(tài)的是 A 小朋友沿滑梯加速滑下B 乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi)C 豎直上拋的小球D 運(yùn)動(dòng)員何沖離開跳板后向上運(yùn)動(dòng) 解析 選A C D 物體處于失重狀態(tài)指的是在物體具有向下的加速度情況下 物體對(duì)支撐面的壓力或者對(duì)繩子的拉力小于物體的重力的現(xiàn)象 當(dāng)小朋友沿滑梯加速下滑時(shí) 具有向下的加速度 小朋友處于失重狀態(tài) 乘客坐在沿平直路面減速行駛的汽車內(nèi) 加速度在水平方向 對(duì)乘客受力分析可得在豎直方向汽車對(duì)乘客的作用力平衡了人的重力 人不處于失重狀態(tài) 豎直上拋的小球和運(yùn)動(dòng)員離開跳板后僅受重力作用 處于完全失重狀態(tài) 故選項(xiàng)A C D正確 加固訓(xùn)練 1 如圖所示 某同學(xué)找了一個(gè)用過的 易拉罐 在底部打了一個(gè)洞 用手指按住洞 向罐中裝滿水 然后將易拉罐豎直向上拋出 空氣阻力不計(jì) 則下列說法正確的是 A 易拉罐上升的過程中 洞中射出的水的速度越來越快B 易拉罐下降的過程中 洞中射出的水的速度越來越快C 易拉罐上升 下降的過程中 洞中射出的水的速度都不變D 易拉罐上升 下降的過程中 水不會(huì)從洞中射出 解析 選D 易拉罐被拋出后 不論上升還是下降 易拉罐均處于完全失重狀態(tài) 水都不會(huì)從洞中射出 故選項(xiàng)A B C錯(cuò)誤 D正確 2 多選 某人乘電梯從24樓到1樓的v t圖像如圖 下列說法正確的是 A 0 4s內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度為1m s2B 4 16s內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度保持4m s不變 處于完全失重狀態(tài)C 16 24s內(nèi) 物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 速度由4m s減至0 處于失重狀態(tài)D 0 24s內(nèi) 此人經(jīng)過的位移為72m 解析 選A D 0 4s內(nèi)物體的速度均勻增加 物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 其加速度a m s2 1m s2 選項(xiàng)A正確 4 16s內(nèi)物體速度保持4m s不變 做勻速直線運(yùn)動(dòng) 處于平衡狀態(tài) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 16 24s內(nèi) 物體速度由4m s均勻減至0 做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 加速度豎直向上 處于超重狀態(tài) 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 v t圖像與時(shí)間軸圍成的面積表示位移 故0 24s內(nèi) 此人經(jīng)過的位移x m 72m 選項(xiàng)D正確 學(xué)科素養(yǎng)升華 判斷超重和失重現(xiàn)象的三個(gè)技巧 1 從受力的角度判斷 當(dāng)物體受向上的拉力 或支持力 大于重力時(shí) 物體處于超重狀態(tài) 小于重力時(shí)處于失重狀態(tài) 等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài) 2 從加速度的角度判斷 當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài) 具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài) 向下的加速度恰好等于重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài) 3 從速度變化角度判斷 物體向上加速或向下減速時(shí) 超重 物體向下加速或向上減速時(shí) 失重 考點(diǎn)2動(dòng)力學(xué)圖像問題1 圖像的類型 1 已知物體在一過程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖線 要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況 2 已知物體在一運(yùn)動(dòng)過程中速度 加速度隨時(shí)間變化的圖線 要求分析物體的受力情況 2 問題的實(shí)質(zhì) 是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題 求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖像的物理意義 理解圖像的軸 點(diǎn) 線 截 斜 面六大功能 拓展延伸 題組通關(guān)方案 典題2 多選 2014 銀川模擬 如圖所示 一質(zhì)量為m的滑塊 以初速度v0從傾角為 的斜面底端滑上斜面 當(dāng)其速度減為零后又沿斜面返回底端 已知滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 若滑塊所受的摩擦力為f 所受的合外力為F合 加速度為a 速度為v 規(guī)定沿斜面向上為正方向 在滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中 這些物理量隨時(shí)間變化的圖像大致正確的是 解題探究 1 請(qǐng)畫出滑塊向上和向下運(yùn)動(dòng)的受力分析圖 提示 2 請(qǐng)結(jié)合受力分析圖判斷各物理量的變化情況 不變 由負(fù)向變?yōu)檎?變小 不變 變小 不變 先變小后變大 由正向變?yōu)樨?fù)向 典題解析 選A D 對(duì)滑塊沿斜面向上和向下過程進(jìn)行受力分析 可知滑塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小不變 均為f mgcos 方向由負(fù)向變?yōu)檎?選項(xiàng)A正確 沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí) F合 mgsin mgcos 沿斜面向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 滑塊所受的合外力的大小F合 mgsin mgcos 顯然合力變小 方向始終沿負(fù)向 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 加速度的變化情況與合外力的方向相同 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 向上過程中滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng) 向下過程中 滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng) 向上運(yùn)動(dòng)的加速度大于向下運(yùn)動(dòng)的加速度 選項(xiàng)D正確 通關(guān)1 1 1 2013 重慶高考 如圖甲為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖 讓小球由傾角為 的光滑斜面滑下 然后在不同的 角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng) 分析該實(shí)驗(yàn)可知 小球?qū)π泵娴膲毫?小球運(yùn)動(dòng)的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨 變化的圖像分別對(duì)應(yīng)圖乙中的 A 和 B 和 C 和 D 和 解析 選B 小球受重力mg 支持力FN 由牛頓第二定律得mgsin ma a gsin 而am g 故 sin 由牛頓第三定律得F N FN F Nm FNm 而FN mgcos FNm mg 即 cos 則 cos 重力加速度的最大值gm g 即 1 故正確選項(xiàng)應(yīng)為B 2 2014 朝陽區(qū)模擬 如圖甲所示 一個(gè)靜止在光滑水平面上的物塊 在t 0時(shí)給它施加一個(gè)水平向右的作用力F F隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示 則物塊速度v隨時(shí)間t變化的圖像是 解析 選C 由圖乙知F的方向不發(fā)生變化 物塊的初速度為零 在力F的作用下開始運(yùn)動(dòng) 在力F減小到零的過程中 根據(jù)物塊受力知合力減小 加速度減小 但速度方向與加速度方向相同 物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng) 在力F由零增大的過程中 加速度增大 速度方向與加速度方向仍然相同 物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng) 在v t圖像中斜率表示加速度 所以C正確 A B D錯(cuò)誤 加固訓(xùn)練 1 2014 長沙模擬 如圖所示 以速度v逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長的傳送帶與水平面的夾角為 現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m的小木塊輕輕地放在傳送帶的上端 小木塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 tan 則能夠正確地描述小木塊的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖線是 解析 選D 小木塊剛放到傳送帶上時(shí)將會(huì)與傳送帶發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 加速度a1 gsin gcos 當(dāng)小木塊與傳送帶達(dá)到共同速度v后 由于 a2 選項(xiàng)D正確 2 質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng) 一段時(shí)間后撤去F 其運(yùn)動(dòng)的v t圖像如圖所示 g取10m s2 求 1 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 2 水平推力F的大小 3 0 10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小 解析 1 設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t2 初速度為v20 末速度為v2t 加速度為a2 則a2 2m s2 設(shè)物體所受的摩擦力為Ff 由牛頓第二定律得 Ff ma2 Ff mg 聯(lián)立 式 代入數(shù)據(jù)得 0 2 2 設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 t1 初速度為v10 末速度為v1t 加速度為a1 則a1 1m s2 根據(jù)牛頓第二定律 有F Ff ma1 聯(lián)立各式 代入數(shù)據(jù)得F 6N 3 v t圖像與時(shí)間軸圍成的面積等于位移的大小 則 x 2 8 6m 8 4m 46m答案 1 0 2 2 6N 3 46m 學(xué)科素養(yǎng)升華 處理動(dòng)力學(xué)圖像問題的一般思路 1 依據(jù)題意 合理選取研究對(duì)象 2 對(duì)物體先受力分析 再分析其運(yùn)動(dòng)過程 3 將物體的運(yùn)動(dòng)過程與圖像對(duì)應(yīng)起來 4 對(duì)于相對(duì)復(fù)雜的圖像 可通過列解析式的方法進(jìn)行判斷 考點(diǎn)3多過程問題1 多過程問題 很多動(dòng)力學(xué)問題中涉及物體兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程 在物體不同的運(yùn)動(dòng)階段 物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況都發(fā)生了變化 這類問題稱為牛頓定律中的多過程問題 解題技巧 2 解題策略 有些題目中這些過程是彼此獨(dú)立的 也有的題目中相鄰的過程之間也可能存在一些聯(lián)系 這類問題的分析思路如下 1 分析題目涉及的物理過程可以分為幾個(gè)階段 明確各階段的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況 2 根據(jù)不同階段對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律列出方程 3 將不同階段的方程通過相關(guān)條件聯(lián)立進(jìn)行解答 3 類型 多過程問題可根據(jù)涉及物體的多少分為單體多過程問題和多體多過程問題 題組通關(guān)方案 典題3 16分 2013 江蘇高考 如圖所示 將小砝碼置于桌面上的薄紙板上 用水平向右的拉力將紙板迅速抽出 砝碼的移動(dòng)很小 幾乎觀察不到 這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn) 若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2 各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 重力加速度為g 1 當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí) 求紙板所受摩擦力的大小 2 要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng) 求所需拉力的大小 3 本實(shí)驗(yàn)中 m1 0 5kg m2 0 1kg 0 2 砝碼與紙板左端的距離d 0 1m 取g 10m s2 若砝碼移動(dòng)的距離超過l 0 002m 人眼就能感知 為確保實(shí)驗(yàn)成功 紙板所需的拉力至少多大 解題探究 1 請(qǐng)畫出紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí) 紙板的受力分析圖 提示 2 紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí) 兩者加速度存在什么關(guān)系 提示 紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí) 紙板的加速度大于砝碼的加速度 3 若要人眼剛好能夠感知 請(qǐng)判斷砝碼的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 提示 砝碼先在紙板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 再在桌面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 砝碼運(yùn)動(dòng)的總距離為l 典題解析 1 砝碼對(duì)紙板的摩擦力Ff1 m1g 1分 桌面對(duì)紙板的摩擦力Ff2 m1 m2 g 1分 Ff Ff1 Ff2解得Ff 2m1 m2 g 1分 2 設(shè)砝碼的加速度為a1 紙板的加速度為a2 則Ff1 m1a1 1分 F Ff1 Ff2 m2a2 2分 若發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 則a2 a1解得F 2 m1 m2 g 2分 3 紙板抽出前 砝碼運(yùn)動(dòng)的距離x1 1分 紙板運(yùn)動(dòng)的距離d x1 2分 紙板抽出后 砝碼在桌面上運(yùn)動(dòng)的距離x2 2分 l x1 x2 1分 由題意知a1 a3 a1t1 a3t2 1分 代入數(shù)據(jù)解得F 22 4N 1分 答案 1 2m1 m2 g 2 F 2 m1 m2 g 3 22 4N 通關(guān)1 1 1 多選 2012 天津高考 如圖甲所示 靜止在水平地面的物塊A 受到水平向右的拉力F作用 F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示 設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等 則 A 0 t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大B t2時(shí)刻物塊A的加速度最大C t2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)D t3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大 解析 選B D 由F t圖像可知 在0 t1時(shí)間內(nèi) Ffm 故物塊仍沿同一方向做加速運(yùn)動(dòng) 至t3時(shí)刻速度最大 動(dòng)能最大 選項(xiàng)C錯(cuò) D對(duì) 2 如圖所示 一小物塊以水平向左的初速度v0通過平直路面AB沖上坡道BC 已知水平路面AB長s1 1m 坡道BC與水平面間的夾角為 37 初速度v0 3m s 小物塊與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 0 25 不計(jì)小物塊經(jīng)過B處時(shí)機(jī)械能損失 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 小物塊第一次到達(dá)B處的速度大小 2 小物塊在BC段向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小 3 若小物塊剛好能滑到C處 求BC長度s2 解析 1 小物塊從A運(yùn)動(dòng)到B 加速度a1 gvB2 v02 2a1s1代入數(shù)據(jù)解得vB 2m s 2 小物塊從B到C過程中 由牛頓第二定律得 mgcos mgsin ma2代入數(shù)據(jù)解得a2 8m s2 3 小物塊以初速度vB沿斜面向上運(yùn)動(dòng)至速度為零的過程中 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vB2 2a2s2代入數(shù)據(jù)解得s2 0 25m答案 1 2m s 2 8m s2 3 0 25m 加固訓(xùn)練 1 2014 武漢模擬 在上海世博會(huì)上 拉脫維亞館的風(fēng)洞飛行表演令參觀者大開眼界 若風(fēng)洞內(nèi)總的向上的風(fēng)速風(fēng)量保持不變 讓質(zhì)量為m的表演者通過調(diào)整身姿 可改變所受的向上的風(fēng)力大小 以獲得不同的運(yùn)動(dòng)效果 假設(shè)人體受風(fēng)力大小與正對(duì)面積成正比 已知水平橫躺時(shí)受風(fēng)力面積最大 且人體站立時(shí)受風(fēng)力面積為水平橫躺時(shí)受風(fēng)力面積的 風(fēng)洞內(nèi)人體可上下移動(dòng)的空間總高度為H 開始時(shí) 若人體與豎直方向成一定角度傾斜時(shí) 受 風(fēng)力有效面積是最大值的一半 恰好可以靜止或勻速漂移 后來 人從最高點(diǎn)A由靜止開始 先以向下的最大加速度勻加速下落 經(jīng)過某處B后 再以向上的最大加速度勻減速下落 剛好能在最低點(diǎn)C處減速為零 則下列說法錯(cuò)誤的是 A 表演者向上的最大加速度是gB 表演者向下的最大加速度是C B C間的高度是HD 由A至C全過程表演者克服風(fēng)力做的功為mgH 解析 選B 由題意可知 水平橫躺時(shí)受到的風(fēng)力是勻速下落時(shí)的2倍 即此時(shí)風(fēng)力為2mg 開始下落時(shí)受到的阻力為f1 2mg mg 開始下落時(shí) 加速度向下 大小為a1 則有mg f1 ma1 解得向下的加速度最大值為a1 g 當(dāng)人水平橫躺時(shí) 加速度向上 大小為g 因此選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 畫出由A到C的速度 時(shí)間圖像如圖所示 由圖像的物理意義可知 C正確 由A到C由動(dòng)能定理可知 Wf mgH D正確 2 一卡車拖掛一相同質(zhì)量的車廂 在水平直道上以v0 12m s的速度勻速行駛 其所受阻力可視為與車重成正比 與速度無關(guān) 某時(shí)刻 車廂脫落 并以大小為a 2m s2的加速度減速滑行 在車廂脫落t 3s后 司機(jī)才發(fā)覺并緊急剎車 剎車時(shí)阻力為正常行駛時(shí)的3倍 假設(shè)剎車前牽引力不變 求卡車和車廂都停下后兩者之間的距離 解析 設(shè)剎車前卡車的牽引力大小為F 卡車的質(zhì)量為m 則車廂沒脫落前 F 2mg 設(shè)車廂脫落后 卡車加速度大小為a1 剎車后 卡車加速度大小為a2 由牛頓第二定律得 F mg ma1 mg ma 3 mg ma2 設(shè)車廂脫落后 t 3s內(nèi)卡車行駛的路程為x1 末速度為v1 則 x1 v0t a1t2 v1 v0 a1t v12 2a2x2 式中x2是卡車在剎車后減速行駛的路程 設(shè)車廂脫落后滑行的路程為x 有v02 2ax 卡車和車廂都停止時(shí)相距 x 則 x x1 x2 x 式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得 x 36m 答案 36m 學(xué)科素養(yǎng)升華 處理多過程問題時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問題 1 任何多過程的復(fù)雜物理問題都是由很多簡單的小過程構(gòu)成 有些是承上啟下 上一過程的結(jié)果是下一過程的已知 這種情況 一步一步完成即可 2 有些是樹枝型 告訴的只是旁支 要求的是主干 或另一旁支 這就要求仔細(xì)審題 找出各過程的關(guān)聯(lián) 按順序逐個(gè)分析 對(duì)于每一個(gè)研究過程 要明確選擇什么規(guī)律 應(yīng)用哪一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 3 注意兩個(gè)過程的連接處 加速度可能突變 但速度不會(huì)突變 前一階段的末速度就是后一階段的初速度 速度是聯(lián)系前后兩個(gè)階段的橋梁 資源平臺(tái) 板塊模型 2011 山東高考 如圖所示 在高出水平地面h 1 8m的光滑平臺(tái)上放置一質(zhì)量M 2kg 由兩種不同材料連接成一體的薄板A 其右段長度l1 0 2m且表面光滑 左段表面粗糙 在A最右端放有可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B 其質(zhì)量m 1kg B與A左段間動(dòng)摩擦因數(shù) 0 4 開始時(shí)二者均靜止 先對(duì)A施加F 20N水平向右的恒力 待B脫離A A尚未露出平臺(tái) 后 將A取走 B離開平臺(tái)后的落地點(diǎn)與平臺(tái)右邊緣的水平距離x 1 2m g取10m s2 求 1 B離開平臺(tái)時(shí)的速度vB 2 B從開始運(yùn)動(dòng)到剛脫離A時(shí) B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tB和位移xB 3 A左段的長度l2 解析 1 物塊B離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng) x vBt h gt2 解之可得vB 2m s 2 物塊B與A右端接觸時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)B與A左端接觸時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)加速度為aB 則 mg maB vB aBtB 又xB 解之可得tB 0 5s xB 0 5m 3 A剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí) A做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 設(shè)加速度為a1 B剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí) A的速度為v1 加速度為a2 則有F Ma1 v12 2a1l1 F mg Ma2 l2 v1tB 解之可得l2 1 5m 答案 1 2m s 2 0 5s0 5m 3 1 5m 思想方法之4動(dòng)力學(xué)中的整體法和隔離法1 方法概述 整體法就是指對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究的方法 隔離法就是從整個(gè)系統(tǒng)中將某一部分物體隔離出來 然后單獨(dú)分析被隔離部分的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 從而把復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的一個(gè)個(gè)小問題求解的方法 2 常見類型 1 研究對(duì)象的整體與隔離 如連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度 求解整體受到的外力 采用整體法 連接體內(nèi)各物體的加速度不相同 或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時(shí) 采用隔離法 2 運(yùn)動(dòng)過程的整體與隔離 如利用能量觀點(diǎn)解決問題 常抓住整個(gè)過程的初 末狀態(tài)整體分析 若求解多過程中的某一物理量 應(yīng)對(duì)各個(gè)物理過程隔離進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 3 解題思路 1 分析所研究的問題適合應(yīng)用整體法還是隔離法 2 對(duì)整體或隔離體進(jìn)行受力分析 應(yīng)用牛頓第二定律確定整體或隔離體的加速度 3 結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解答所求解的未知物理量 案例剖析 典題例證深度剖析 2013 福建高考 質(zhì)量為M 長為L的桿水平放置 桿兩端A B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩 繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán) 已知重力加速度為g 不計(jì)空氣影響 1 現(xiàn)讓 桿和環(huán)均靜止懸掛在空中 如圖甲 求繩中拉力的大小 2 若桿與環(huán)保持相對(duì)靜止 在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方 如圖乙所示 求此狀態(tài)下桿的加速度大小a 為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力 方向如何 精講精析 1 由題中信息 可知應(yīng)將環(huán)隔離分析受力情況 由信息 可知應(yīng)對(duì)環(huán)應(yīng)用平衡條件列方程求解繩中拉力 環(huán)受力如圖甲所示 由平衡條件得 2Tcos mg 0 由圖中幾何關(guān)系可知 cos 聯(lián)立 式解得 T mg 2 由信息 可知桿和環(huán)組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同 應(yīng)隔離環(huán)受力分析 由牛頓第二定律求解此時(shí)桿的加速度 再采用整體法受力分析 由牛頓第二定律求解此時(shí)桿所受的外力 小鐵環(huán)受力如圖乙所示 由牛頓第二定律得 T sin ma T T cos mg 0 由圖中幾何關(guān)系可知 60 代入 式解得 a g 桿和環(huán)整體受力如圖丙所示 由牛頓第二定律得 Fcos M m a Fsin M m g 0 聯(lián)立 式解得 F M m g 60 答案 1 mg 2 g 外力大小為 M m g方向與水平方向成60 角斜向右上 自我小測(cè) 小試身手固本強(qiáng)基1 2014 武漢模擬 質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B相互接觸放在水平面上 如圖所示 若對(duì)A施加水平推力F 則兩物塊沿水平方向做加速運(yùn)動(dòng) 關(guān)于A對(duì)B的作用力 下列說法正確的是 A 若水平面光滑 物塊A對(duì)B的作用力大小為FB 若水平面光滑 物塊A對(duì)B的作用力大小為FC 若物塊A與地面無摩擦 B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 則物塊A對(duì)B的作用力大小為 mgD 若物塊A與地面無摩擦 B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 則物塊A對(duì)B的作用力大小為 解析 選D 若水平面光滑 由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得A B整體的加速度為a1 物塊A對(duì)B的作用力大小為F1 ma1 選項(xiàng)A B錯(cuò)誤 若物塊A與地面無摩擦 B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 由牛頓第二定律得A B整體的加速度為a2 又由F2 mg ma2 物塊A對(duì)B的作用力大小為F2 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 2 多選 如圖所示 質(zhì)量分別為mA mB的A B兩物塊用輕線連接放在傾角為 的光滑斜面上 用始終平行于斜面向上的恒力F拉A 使它們沿斜面勻加速上升 為了增加輕線上的張力 可行的辦法是 A 增大A物塊的質(zhì)量B 增大B物塊的質(zhì)量C 增大傾角 D 增大拉力F 解析 選B D 對(duì)于A B整體由牛頓第二定律得F mA mB gsin mA mB a 對(duì)于B由牛頓第二定律得T mBgsin mBa 解以上兩式得T F 選項(xiàng)B D正確 加固訓(xùn)練 2012 江蘇高考 如圖所示 一夾子夾住木塊 在力F作用下向上提升 夾子和木塊的質(zhì)量分別為m M 夾子與木塊兩側(cè)間的最大靜摩擦力均為f 若木塊不滑動(dòng) 力F的最大值是 解析 選A 對(duì)整體受力分析有F M m g M m a 對(duì)木塊受力分析有2f Mg Ma 聯(lián)立以上各式可得F 答案選A