2019版高考物理總復(fù)習(xí) 專題三 牛頓運(yùn)動定律課件.ppt

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1、專題三 牛頓運(yùn)動定律,【高考幫物理】：專題三 牛頓運(yùn)動定律,考情精解讀,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),目錄 CONTENTS,考綱要求,命題規(guī)律,命題分析預(yù)測,考點(diǎn)1 牛頓運(yùn)動定律的理解與應(yīng)用,考點(diǎn)2 兩類典型的動力學(xué)問題及動力學(xué)問題中的三大模型,考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,方法2 求解動力學(xué)兩類基本問題的方法,方法3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新問題的求解方法,B.方法幫題型全突破,C.考法幫考向全掃描,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,考向5 考查

2、探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,考情精解讀,考綱要求 命題規(guī)律 命題分析預(yù)測,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,1.牛頓運(yùn)動定律及其應(yīng)用 2.超重和失重 3.實(shí)驗(yàn):驗(yàn)證牛頓運(yùn)動定律,,考綱要求,,命題規(guī)律,重點(diǎn)考查對牛頓運(yùn)動定律的理解及靈活應(yīng)用,試題聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際,涉及臨界、極值并與圖象相結(jié)合等綜合應(yīng)用,對學(xué)生的理解能力、分析綜合能力及應(yīng)用數(shù)學(xué)方法解題的能力等要求較高,,命題分析預(yù)測,A.考點(diǎn)幫知識全通關(guān),考點(diǎn)1 牛頓運(yùn)動定律的理解與應(yīng)用 考點(diǎn)2 兩類典型的動力學(xué)問題及動力學(xué)問題中的三大模型 考點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,,

3、考點(diǎn)1 牛頓運(yùn)動定律的理解與應(yīng)用,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,3.對牛頓第三定律的理解 (1)作用力和反作用力 兩個(gè)物體之間力的作用總是相互的,一個(gè)物體對另一個(gè)物體施加了力,另一個(gè) 物體一定同時(shí)對這個(gè)物體也施加了力.力是物體與物體間的相互作用,物體間 相互作用的這一對力通常叫做作用力和反作用力. (2)牛頓第三定律 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條 直線上. (3)一對平衡力與作用力和反作用力的比較,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,4.對超重和失重的理解 (1)超重、失重和完全失重的比較,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,(2)不管物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài),物體本

4、身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力. (3)超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只取決于加速度的方向.加速度向上(包括“加速上升”和“減速下降”)是超重;加速度向下(包括“加速下降”和“減速上升”)是失重. (4)在完全失重的狀態(tài)下,日常生活中一切由于重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如物體間不再相互擠壓、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.,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,1.兩類典型的動力學(xué)問題 (1)已知物體受力情況,判斷其運(yùn)動情況; (2)已知物體運(yùn)動情況,判斷其受力情況. 應(yīng)用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題,受力分析和運(yùn)動分析是

5、關(guān)鍵,加速度是解決此類問題的紐帶,分析流程如下: 2.動力學(xué)問題中的三大模型 (1)“彈簧問題”模型,,,考點(diǎn)2兩類典型的動力學(xué)問題及動力學(xué),彈簧問題特征 在高中階段,彈簧的質(zhì)量可忽略不計(jì),即“輕質(zhì)彈簧”,當(dāng)受到外力作用時(shí),彈簧發(fā)生彈性形變,遵守胡克定律:F=kx. 彈簧問題分類 a.彈簧秤兩端受力F1、F2與彈簧秤示數(shù)F3的關(guān)系 對于輕彈簧來說,有F1必有F2、F3,且它們的大小均相等,F1=F2=F3. b.彈力的雙向性 彈簧的形變,既可以是壓縮也可以是拉伸,在不知道是什么形變時(shí)要討論多解. c.彈簧彈力的變化量F與彈簧長度的變化量x的關(guān)系 設(shè)彈簧原長為x0,當(dāng)拉力為F1時(shí),彈簧長度為x1

6、,則F1=k(x1-x0);當(dāng)拉力為F2時(shí),彈簧長度為x2,則F2=k(x2-x0),,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,則F2-F1=k(x2-x1),即F=kx. 故彈力的變化量F與彈簧長度的變化量x仍遵守胡克定律. d.彈力不能突變求瞬時(shí)加速度 彈簧長度變化需要一段時(shí)間,所以彈力不能發(fā)生突變,即某瞬間可以認(rèn)為彈力大小和方向不變,而輕繩和輕桿的彈力是可以發(fā)生突變的. e.與彈簧相關(guān)聯(lián)物體的最大或最小拉力問題 彈力隨彈簧形變量改變,其關(guān)聯(lián)物所受拉力也會改變,存在著最大值或最小值問題. (2)“滑板滑塊”問題模型 疊放在一起的滑塊,它們之間存在相互作用力,在其他外力作用下它們以相同或不同的加速度運(yùn)動

7、,當(dāng)然無論是哪種情況,受力分析和運(yùn)動過程分析都是解題的關(guān)鍵.對此類問題的分析,必須清楚加速度、速度、位移等物理量之間的關(guān)系.,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,加速度關(guān)系 如果滑塊之間沒有發(fā)生相對運(yùn)動,可以用“整體法”求出它們一起運(yùn)動的加速度;如果滑塊之間發(fā)生相對運(yùn)動,應(yīng)采用“隔離法”求出每一個(gè)滑塊運(yùn)動的加速度.應(yīng)注意找出滑塊是否發(fā)生相對運(yùn)動等隱含的條件. 速度關(guān)系 滑塊之間發(fā)生相對運(yùn)動時(shí),認(rèn)清滑塊間的速度關(guān)系,從而確定滑塊受到的摩擦力.應(yīng)注意當(dāng)滑塊的速度相同時(shí),摩擦力會發(fā)生突變的情況. 位移關(guān)系 滑塊疊放在一起運(yùn)動時(shí),應(yīng)仔細(xì)分析各個(gè)滑塊的運(yùn)動過程,弄清滑塊對地的位移和滑塊的相對位移之間的關(guān)系.這些

8、關(guān)系就是解題過程中列方程所必需的關(guān)系,各種關(guān)系找到了,自然也就容易列出所需要的方程式.,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,(3)“傳送帶”問題模型 皮帶運(yùn)輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運(yùn)送到別的地方去,它是牛頓第二定律在生活中的應(yīng)用.傳送帶問題涉及摩擦力的判斷、物體運(yùn)動狀態(tài)的分析和運(yùn)動學(xué)知識的運(yùn)用,具有較強(qiáng)的綜合性和靈活性,應(yīng)該很好地落實(shí)訓(xùn)練. 常見傳送帶類型,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,傳送帶模型分析流程,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,1.學(xué)會運(yùn)用控制變量法研究物理規(guī)律 要探究加速度a與力F及質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)用的基本方法

9、是控制變量法,即先 控制一個(gè)參量小車的質(zhì)量M不變,探究加速度a與力F的關(guān)系;再控制小 盤和砝碼的質(zhì)量不變,即力F不變,改變小車質(zhì)量M,探究加速度a與質(zhì)量M的 關(guān)系. 2.理解實(shí)驗(yàn)必須控制的兩個(gè)條件,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,4.從圖象分析實(shí)驗(yàn)誤差原因 (1)若實(shí)驗(yàn)中得到的圖象如圖所示,說明拉力F很大時(shí)AB段明顯偏離直線,即所掛小盤及盤中砝碼的總質(zhì)量太大,不滿足遠(yuǎn)小于小車和車中砝碼的總質(zhì)量的條件. (2)若得到如圖甲所示的圖線,說明平衡摩擦力過大或平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大;若得到如圖甲所示的圖線,說明沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)木板傾

10、角過小.,(3)若得到圖乙所示圖線,說明平衡摩擦力過大;若得到圖乙所示圖線,說明平衡摩擦力不夠,因?yàn)槔Υ笥贔0時(shí)才產(chǎn)生加速度.,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,B.方法幫題型全突破,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法 方法2 求解動力學(xué)兩類基本問題的方法 方法3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新問題的求解方法,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,方法解讀： 1.對牛頓運(yùn)動定律的理解 牛頓運(yùn)動定律告訴我們,物體固有的屬性慣性,以及物體不受力與其他物體發(fā)生相互作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律,包括對慣性等基本概念的理解,對超重、失重現(xiàn)象的理解和分析.應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律分析求解動力學(xué)問題,包括動力學(xué)的

11、瞬時(shí)、臨界與極值等問題,還有動力學(xué)圖象問題的分析與應(yīng)用及連接體問題的分析與應(yīng)用.,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟.,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,3.幾個(gè)典型動力學(xué)問題的求解方法 (1)牛頓第二定律瞬時(shí)性問題的分析方法 在應(yīng)用牛頓第二定律求解物體的瞬時(shí)加速度時(shí),需要利用情境突變前的受力來確定情境突變后瞬間的受力及加速度.經(jīng)常會遇到輕繩、輕桿、輕彈簧和橡皮條這些常見的物理模型. 兩種模型及特征 加速度與合外力具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,具體可簡化為以下兩種模型:,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,求解瞬時(shí)加

12、速度的一般思路,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,(2)動力學(xué)中臨界問題的分析方法 應(yīng)用牛頓第二定律求解動力學(xué)問題的過程中,當(dāng)物體的加速度不同時(shí),物體有可能處于不同的運(yùn)動狀態(tài),當(dāng)題中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語時(shí),往往會有臨界現(xiàn)象,此時(shí)要用極限分析法,看物體加速度不同時(shí),會有哪些現(xiàn)象發(fā)生,找出臨界點(diǎn),求出臨界條件,臨界問題一般都具有一定的隱蔽性,審題時(shí)應(yīng)盡量還原物理情境,利用變化的觀點(diǎn)分析物體的運(yùn)動規(guī)律,利用極限分析法確定臨界點(diǎn),抓住臨界狀態(tài)的特征,找到正確的解題方向.對于存在多種可能的臨界問題,或變化過程中不確定是否出現(xiàn)臨界條件的問題,往往用假設(shè)法解決. (3)動力學(xué)中的圖象問

13、題分析 物理公式與物理圖象結(jié)合的題目是一種重要題型.動力學(xué)中常見的圖象有v-t圖象、x-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等,解決圖象問題的關(guān)鍵有: 分清圖象的橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量及單位,并且注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始,明確其物理意義.,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,明確圖線斜率的物理意義.如v-t圖線的斜率表示加速度,注意圖線中一些特殊點(diǎn)(圖線與橫、縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn),圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn),兩圖線的交點(diǎn)等)所表示的物理意義. 把圖象與具體的題意、情境相結(jié)合,弄清斜率、特殊點(diǎn)等的物理意義,確定從圖象中反饋出來的有用信息(如v-t圖線與t軸所圍面積表示位移等),結(jié)合牛頓運(yùn)動定律進(jìn)行分析求解. 4.

14、連接體問題的分析方法 解決連接體問題的基本方法:整體法與隔離法. (1)整體法:把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對象來分析的方法.不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力的影響,只考慮系統(tǒng)受到的外力,依據(jù)牛頓第二定律列方程求解.此方法適用于系統(tǒng)中各部分物體的加速度大小和方向相同的情況.,,,方法1 牛頓運(yùn)動定律的理解及應(yīng)用方法,(2)隔離法:把系統(tǒng)中的各個(gè)部分(或某一部分)隔離,作為一個(gè)單獨(dú)的研究對象來分析的方法.在分析時(shí)應(yīng)注意此時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)力就有可能成為該研究對象的外力,然后依據(jù)牛頓第二定律列方程求解. 此方法對于系統(tǒng)中各部分物體的加速度大小、方向相同或不相同的情況均適用. (3)整體法與隔離法的選用 求各部分加速度相同的連接

15、體的加速度或合力時(shí),優(yōu)先考慮整體法,如果還要求物體之間的作用力,再用隔離法;如果連接體中各部分加速度不同,一般選用隔離法. 解決連接體問題的關(guān)鍵是靈活應(yīng)用整體法和隔離法,合理選取研究對象,并對所選取的研究對象進(jìn)行正確的受力分析.,題型 1對牛頓運(yùn)動定律的理解 考法示例12014北京高考,19,6分伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力 地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展.利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn):小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動,并沿右側(cè)斜面上升.斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí),小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比,可

16、以得到的最直接的結(jié)論是 A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置 B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài) C.如果小球受到力的作用,它的運(yùn)動狀態(tài)將發(fā)生改變 D.小球受到的力一定時(shí),質(zhì)量越大,它的加速度越小,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,解析斜面粗糙程度越小,小球機(jī)械能損失越少,小球上升的高度越接近與O點(diǎn)等高的位置.若斜面光滑,小球無機(jī)械能損失,將上升到與O點(diǎn)等高的位置,A正確.B、C兩項(xiàng)是A選項(xiàng)的推論,并非“最直接”的結(jié)論.D項(xiàng)不能從本實(shí)驗(yàn)中看出. 答案A 易錯(cuò)警示 本題變換情境,考查伽利略開創(chuàng)的“實(shí)驗(yàn)研究與邏輯推理相結(jié)合”的科學(xué)方法的應(yīng)用,審題時(shí)要注意題目中要求得到“最直接

17、的結(jié)論”.盡管B、C、D選項(xiàng)說法也是正確的,但它們并不是由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得出的最直接的結(jié)論,這一點(diǎn)是很容易誤判的.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,考法示例2一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零,再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小.在此過程中,其他力保持不變,則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是 A.a和v都始終增大B.a和v都先增大后減小 C.a先增大后減小,v始終增大D.a和v都先減小后增大 解析 質(zhì)點(diǎn)在多個(gè)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),其中一個(gè)力必與其余各力的合力等值反向.當(dāng)該力大小逐漸減小到零的過程中,質(zhì)點(diǎn)所受合力從零開始逐漸增大,做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動;

18、當(dāng)該力再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來大小的過程中,質(zhì)點(diǎn)所受合力方向仍不變,大小逐漸減小到零,質(zhì)點(diǎn)沿原方向做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,故C正確. 答案 C,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,特別提醒 力與運(yùn)動的關(guān)系 1.力是產(chǎn)生加速度的原因; 2.作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律; 3.速度的改變需經(jīng)歷一定的時(shí)間,不能突變;有力就一定有加速度,但有力不一定有速度.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,考法示例3如圖所示,甲、乙兩人在冰面上“拔河”.兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏.若繩子質(zhì)量不計(jì),冰面可看成光滑,則下列說法正確的是 A.甲對繩

19、的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C.若甲的質(zhì)量比乙大,則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D.若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 2動力學(xué)的瞬時(shí)、臨界與極值問題 考法示例4多選如圖所示,豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根輕質(zhì)彈簧,兩彈簧的一端各與小球相連,另一端分別用銷釘M、N固定于桿上,小球處于靜止?fàn)顟B(tài).若拔去銷釘M的瞬間,小球的加速度大小為12 m/s2,若不拔去銷釘M而拔去銷釘N的瞬間,小球的加速度可能為(g取10 m/s2) A.22 m/s2,方向豎直向上

20、B.22 m/s2,方向豎直向下 C.2 m/s2,方向豎直向上 D.2 m/s2,方向豎直向下,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,解析若上面的彈簧壓縮有壓力,則下面的彈簧也壓縮,小球受力如圖甲所示 靜止時(shí)有k2x2=k1x1+mg 只拔去M有k2x2-mg=m12 m/s2 只拔去N有k1x1+mg=ma 所以a=22 m/s2,方向豎直向下 若下面的彈簧伸長有拉力,則上面的彈簧也伸長,小球受力如圖乙所示 靜止時(shí)有k1x1=k2x2+mg 只拔去M有k2x2+mg=m12 m/s2 只拔去N有k1x1-mg=ma 所以a=2 m/s2,方向豎直向上. 答案BC,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法

21、提煉 求解此類問題的關(guān)鍵是要知道加速度與力的變化具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,因此必須認(rèn)真分析變化前后物體的受力情況.特別是注意區(qū)別牛頓第二定律瞬時(shí)性的兩種模型: 1.剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間; 2.彈簧(或橡皮繩)兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長時(shí)間,在瞬時(shí)性問題中,其彈力的大小往往可以看成保持不變.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,特別提醒 本題要求在分析問題時(shí),從不定因素中尋找極限.因當(dāng)M增大時(shí),可得到存在的極

22、限為M,ag,所以Fmg,結(jié)合木板不滑動的臨界條件最大靜摩擦力大于等于F,即可解出動摩擦因數(shù)應(yīng)該滿足的條件.因此審題時(shí),要善于從關(guān)鍵字句中發(fā)現(xiàn)和確定可能存在的極限及極限產(chǎn)生的結(jié)果.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,考法示例6如圖所示,在光滑水平面上,放置著A、B兩個(gè)物體.A、B緊靠在 一起,其質(zhì)量分別為mA=3 kg,mB=6 kg,推力FA作用于A上,拉力FB作用于B上,FA、FB大小均隨時(shí)間而變化,其規(guī)律為FA=(12-2t) N,FB=(6+2t) N.問從t=0開始,到A、B相互脫離為止,A、B的共同位移是多少?,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛

23、頓運(yùn)動定律,題型 3動力學(xué)中的圖象問題 考法示例7靜止于粗糙水平面上的物體,受到方向恒定的水平拉力F的作用,拉力F的大小隨時(shí)間變化如圖甲所示.在拉力F從0逐漸增大的過程中,物體的加速度隨時(shí)間變化如圖乙所示,g取10 m/s2.則下列說法中錯(cuò)誤的是 圖甲圖乙 A.物體與水平面間的摩擦力先增大,后減小至某一值并保持不變 B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1 C.物體的質(zhì)量為6 kg D.4 s末物體的速度為4 m/s,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,關(guān)鍵能力 1.理解常見的動力學(xué)圖象的物理意義 理解v-t圖象、a-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等物理意義.

24、2.動力學(xué)圖象問題的常見類型 3.解題基本策略 (1)問題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動的關(guān)系,解題的關(guān)鍵在于弄清圖象斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積的物理意義. (2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對應(yīng)的函數(shù)方程式,進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系,以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法提煉 在解簡單連接體問題中,求合力或系統(tǒng)加速度時(shí),優(yōu)先考慮整體法;求物體之間的相互作用力時(shí),用隔離法.實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)具體情況,靈活交替使用.兩種方法的取舍,并無絕對的界限,必須具體問題具體分析.無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量(中間未知量,如非待求的

25、力,非待求的中間狀態(tài)或過程等)的出現(xiàn)為原則.本題中連接體有相同的加速度,故要靈活選取研究對象,不能胡亂套用公式.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,考法示例9如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為2 kg和1 kg,靜止疊放在水平地面上.A、B間的動摩擦因數(shù)為 0.8,B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.4.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為10 m/s2.現(xiàn)對A施加一水平拉力F,不計(jì)空氣阻力,則 A.當(dāng)F=17 N時(shí),物體A的加速度大小為0.5 m/s2 B.當(dāng)F=21 N時(shí),物體A的加速度大小為3 m/s2 C.當(dāng)F=22 N時(shí),A相對B滑動 D.當(dāng)F=39 N時(shí),B的加速度大小為9 m/s2,,

26、物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法提煉 本題屬于加速度不同的連接體問題,求解時(shí)一般需要運(yùn)用隔離法,即分別以各物體為研究對象,對每個(gè)研究對象的受力和運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行分析,分別應(yīng)用牛頓第二定律建立方程,并注意應(yīng)用各個(gè)物體間的相互作用關(guān)系,聯(lián)立求解.另外分析求解本題時(shí),還要注意臨界條件.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,方法2 求解動力學(xué)兩類基本問題的方法,方法解讀： 動力學(xué)的兩類基本問題分別是由受力情況求解運(yùn)動情況和由運(yùn)動情況求解受力情況.能明確表示受力情況的物理量有力F、質(zhì)量m、動摩擦數(shù)因數(shù)等,代表運(yùn)動情況的物理量有位移x、速度v0、vt、時(shí)間t等,兩種情況聯(lián)系的紐帶

27、是加速度a.本部分是本專題前面知識的綜合,也是高考對動力學(xué)問題最重要的考查方式.試題往往緊密聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活,要求從物體的受力情況和運(yùn)動情況兩個(gè)方面分析問題,并能熟練運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律與運(yùn)動學(xué)規(guī)律,列出方程聯(lián)立求解,對分析推理能力及運(yùn)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力要求較高,通常以計(jì)算題的形式出現(xiàn).在分析求解問題時(shí)應(yīng)注意把握如下幾點(diǎn):,,,方法1 勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用方法,,方法2 豎直上拋運(yùn)動的處理方法,題型 5已知受力情況確定運(yùn)動情況 考法示例10如圖所示,將質(zhì)量m=1 kg的圓環(huán)套在固定的傾斜直桿上,桿的傾角為37,環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑.對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上與桿夾角為37的拉力F=

28、10 N,使圓環(huán)由靜止開始沿桿加速向上運(yùn)動,已知環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)=0.5.(g取10 m/s2) (1)F作用2 s時(shí)圓環(huán)的速度是多大? (2)2 s后撤去力F,求圓環(huán)繼續(xù)沿桿上滑的最大距離是多少?,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法提煉 解決根據(jù)物體受力求解物體運(yùn)動的問題,一般是應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律求出物體的加速度,再根據(jù)物體的初始條件,應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式,求出物體的運(yùn)動情況,即求出物體在任一時(shí)刻的位置、速度及運(yùn)動軌跡.流程圖如下:,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 6已知運(yùn)動情況確定受力情況 考法示例11質(zhì)量為

29、2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動,一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動的v-t圖象如圖所示.g取10 m/s2,求: (1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù); (2)水平推力F的大小; (3)010 s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大小.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法提煉 解決這類題目,一般是先應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度,再應(yīng)用牛頓第二定律求出物體所受的合力,進(jìn)而分析出物體的受力情況.流程圖如下:,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 7“彈簧問題”模型求解 考法示例12如圖所示,物體A靜止在臺秤的秤盤B上,A的質(zhì)量mA=10.5 kg,B的質(zhì)量mB=1.5 k

30、g,彈簧的質(zhì)量可忽略不計(jì),彈簧的勁度系數(shù)k=800 N/m.現(xiàn)給物體A施加一個(gè)豎直向上的變力F,使它向上做勻加速直線運(yùn)動.已知t=0.2 s時(shí)A與B分離.求力F在0.2 s內(nèi)的最大值與最小值.(取g=10 m/s2) 思路點(diǎn)撥在0.2 s內(nèi),A、B接觸,兩者一起運(yùn)動,可看作一個(gè)整體,因A、B整體做勻加速運(yùn)動,所以所受合力不變,但由于越向上運(yùn)動,彈簧的彈力越小,所以向上的拉力越大.可見在0.2 s內(nèi),力F是不斷增大的,Fmax出現(xiàn)在A、B剛要分離時(shí),而Fmin則應(yīng)出現(xiàn)在整體剛開始運(yùn)動時(shí).,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 8“滑板滑塊”問題求解 考法示例13多

31、選如圖甲所示,質(zhì)量為M=2 kg的木板靜止在光滑水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊(質(zhì)量設(shè)為m)從木板的左側(cè)沿木板表面水平?jīng)_上木板.物塊和木板的速度時(shí)間圖象如圖乙所示,g=10 m/s2,結(jié)合圖象,下列說法正確的是 A.可求得物塊在前2 s內(nèi)的位移5 m B.可求得物塊與木板間的動摩擦因數(shù)=0.2 C.可求得物塊的質(zhì)量m=2 kg D.可求得木板的長度L=2 m,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,素養(yǎng)提升 以“科學(xué)思維”處理滑板滑塊問題時(shí),注意把握以下兩點(diǎn). 1.兩種位移關(guān)系 滑塊從滑板的一端運(yùn)動到另一端的過程中,若滑塊和滑板向同一方向運(yùn)動,則滑塊的位移和滑板的位移之差等

32、于滑板的長度;若滑塊和滑板向相反方向運(yùn)動,則滑塊的位移和滑板的位移之和等于滑板的長度. 2.解題基本程序,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 9“傳送帶”問題求解 考法示例14如圖所示,工廠利用皮帶傳輸機(jī)把貨物從地面運(yùn)送到高出水平地面的C平臺上,C平臺離地面的高度一定.運(yùn)輸機(jī)的皮帶以一定的速度v順時(shí)針轉(zhuǎn)動且不打滑.將貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕地放在A處,貨物隨皮帶到達(dá)平臺.貨物在皮帶上相對滑動時(shí),會留下一定長度的痕跡.已知所有貨物與皮帶間的動摩擦因數(shù)均為.若皮帶的傾角、運(yùn)行速度v和貨物質(zhì)量m都可以改變,始終滿足tan <.可以認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.則 A.當(dāng)速度

33、v一定時(shí),角越大,運(yùn)送時(shí)間越短 B.當(dāng)傾角一定時(shí),改變運(yùn)行速度v,運(yùn)送時(shí)間不變 C.當(dāng)傾角和速度v一定時(shí),貨物質(zhì)量m越大, 皮帶上留下的痕跡越長 D.當(dāng)傾角和速度v一定時(shí),貨物質(zhì)量m越大,皮帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量越多,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,解析由于tan ,即mgcos mgsin ,貨物隨傳送帶向上做勻加速運(yùn)動,但是貨物有可能一直勻加速運(yùn)動至C平臺,也可能在皮帶上先做勻加速運(yùn)動,當(dāng)速度達(dá)到皮帶的運(yùn)行速度時(shí)做勻速運(yùn)動.貨物勻加速運(yùn)動時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可求出加速度,貨物速度增加到與皮帶運(yùn)行速度相同時(shí)與皮帶一起做勻速運(yùn)動,求出貨物與皮帶的相對位移,根據(jù)Q=mgcos x可求出因滑動摩擦產(chǎn)生

34、的熱量.對于A選項(xiàng),分析可知當(dāng)速度v一定時(shí),隨著角的增大,加速度減小,運(yùn)送時(shí)間增大,A錯(cuò)誤.當(dāng)傾角一定時(shí),貨物做勻加速運(yùn)動的加速度一定,貨物到達(dá)C平臺的位移一定,改變速度v,運(yùn)送時(shí)間可能變化,B錯(cuò)誤.當(dāng)傾角和速度v一定時(shí),貨物做勻加速運(yùn)動的加速度一定,貨物在皮帶上做勻加速運(yùn)動的位移一定,故貨物在皮帶上留下的痕跡長度一定,根據(jù)Q=mgcos x可知貨物質(zhì)量m越大,皮帶上摩擦產(chǎn)生的熱量越多,故C錯(cuò)誤、D正確. 答案 D,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,方法提煉 對傾斜傳送帶問題,注意分析如下情況. 1.物體和傳送帶一起勻速運(yùn)動 勻速運(yùn)動說明物體處于平衡狀態(tài),則物體受到的摩擦力

35、和重力沿傳送帶方向的分力等大、反向,即物體受到的靜摩擦力的方向沿傳送帶向上,大小為mgsin (為傳送帶的傾角). 2.物體和傳送帶一起加速運(yùn)動 (1)若物體和傳送帶一起向上加速運(yùn)動,傳送帶的傾角為,則對物體有f-mgsin =ma,即物體受到的靜摩擦力方向沿傳送帶向上,大小為f=ma+mgsin . (2)若物體和傳送帶一起向下加速運(yùn)動,傳送帶的傾角為,則靜摩擦力的大小和方向取決于加速度a的大小.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,當(dāng)a=gsin 時(shí),無靜摩擦力; 當(dāng)agsin 時(shí),有mgsin +f=ma,即物體受到的靜摩擦力方向沿傳送帶向下,大小為f=ma-mgsin

36、 .在這種情況下,重力沿傳送帶向下的分力不足以提供物體的加速度a,物體有相對于傳送帶向上的運(yùn)動趨勢,受到的靜摩擦力沿傳送帶向下; 當(dāng)a

37、到v0后,便以此速度做勻速運(yùn)動.經(jīng)過一段時(shí)間,煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動.求此黑色痕跡的長度. 思路分析本題難度較大,傳送帶在開始階段也做勻加速運(yùn)動,后來變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動,煤塊的運(yùn)動情況則受傳送帶運(yùn)動情況的制約.解答該題的重點(diǎn)應(yīng)在對煤塊相對運(yùn)動的情境分析和相對位移的求解上. 本題題目中明確寫道:“經(jīng)過一段時(shí)間,煤塊在傳送帶上留下一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動.”這說明第一階段傳送帶的加速度a0大于煤塊的加速度g.當(dāng)傳送帶速度達(dá)到v0時(shí),煤塊速度v

38、與煤塊的位移之差即為黑色痕跡的長度.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,方法3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新問題的求解方法,方法解讀： 1.實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn) (1)為了減小摩擦,用氣墊導(dǎo)軌替代長木板; (2)用頻閃照相或光電計(jì)時(shí)器替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 2.實(shí)驗(yàn)原理的創(chuàng)新 將砂桶與小車的整體質(zhì)量設(shè)置為不變,即每次調(diào)整砂桶中的砂子時(shí),若取出的砂子完全地置入小車中,則實(shí)驗(yàn)可以

39、避免因不能很好滿足Mm條件而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差. 特別說明:將研究對象由小車轉(zhuǎn)移為小車與砂桶組成的系統(tǒng)進(jìn)行研究. 3.數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn) 利用傳感器,借助于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來處理數(shù)據(jù),得到加速度,或直接得到加速度與外力、加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系.,,,方法3 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新問題的求解方法,,題型 10實(shí)驗(yàn)原理的遷移 考法示例16如圖甲為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50 Hz的交流電源,打點(diǎn)的時(shí)間間隔用t表示,在小車質(zhì)量未知的情況下,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法來探究“在外力一定的條件下,物體的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系”.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題

40、三：牛頓運(yùn)動定律,(2)完成下列填空: 本實(shí)驗(yàn)中,為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時(shí),小車所受的拉力近似不變,小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是. 設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2和s3,a可用s1、s3和t表示為a=.圖乙為用米尺測量某一紙帶上的s1、s3的情況,由圖可讀出s1= mm,s2= mm,由此求得加速度的大小a=m/s2.,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,數(shù)學(xué) 第四章：三角函數(shù),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,題型 11實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新 考法示例17如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)

41、裝置.他在導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B.滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放.,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=mm. (2)實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從A位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t,若要得到滑塊的加速度,還需要測量的物理量是,可得加速度a=. (3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是.(請?zhí)钸x項(xiàng)前對應(yīng)的字母) A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C.應(yīng)將導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D.應(yīng)使細(xì)線與導(dǎo)軌平行,,物理 專

42、題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,,,物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,C.考法幫考向全掃描,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系 考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題 考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題 考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用 考向5 考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),物理 專題三：牛頓運(yùn)動定律,牛頓運(yùn)動定律是力學(xué)最基本、最重要的定律,是力學(xué)的核心知識,在整個(gè)物理學(xué)中占有非常重要的地位.因此,也是高考命題的熱點(diǎn).縱觀近年高考試題,主要考查學(xué)生能否準(zhǔn)確理解牛頓運(yùn)動定律的含義,能否熟練應(yīng)用牛頓第二定律、牛頓第三定律和受力分析等解決運(yùn)動和力的

43、問題;理解超重和失重現(xiàn)象,掌握牛頓第二定律的驗(yàn)證方法和原理.有關(guān)本專題內(nèi)容高考命題的題型有選擇題、計(jì)算題.特別是試題往往綜合牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律進(jìn)行考查,并常常與生活、科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際問題相聯(lián)系.,,,考情揭秘,命題透視:牛頓第二定律是力學(xué)的基礎(chǔ),是聯(lián)系“運(yùn)動”和“力”的橋梁,也是力學(xué)的核心知識,是高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn).本專題知識在高考命題中考查角度多種多樣,主要考查對牛頓第二定律的理解及應(yīng)用.有選擇題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題,試題靈活多變,對能力要求較高.,,,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系,示例18 2014全國卷,24,13分2012年10月,奧地利極限運(yùn)動員菲利克斯鮑姆加

44、特納乘氣球升至約39 km的高空后跳下,經(jīng)過4分20秒到達(dá)距地面約1.5 km高度處,打開降落傘并成功落地,打破了跳傘運(yùn)動的多項(xiàng)世界紀(jì)錄.取重力加速度的大小g=10 m/s2. (1)若忽略空氣阻力,求該運(yùn)動員從靜止開始下落至1.5 km 高度處所需的時(shí)間及其在此處速度的大小; (2)實(shí)際上,物體在空氣中運(yùn)動時(shí)會受到空氣的阻力,高速運(yùn)動時(shí)所受阻力的大小可近似表示為f=kv2,其中v為速率,k為阻力系數(shù),其數(shù)值與物體的形狀、橫截面積及空氣密度有關(guān).已知該運(yùn)動員在某段時(shí)間內(nèi)高速下落的v-t圖象如圖所示.若該運(yùn)動員和所帶裝備的總質(zhì)量m=100 kg,試估算該運(yùn)動員在達(dá)到最大速度時(shí)所受阻力的阻力系數(shù).

45、(結(jié)果保留1位有效數(shù)字),,,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系,命題立意本題以實(shí)際情境為命題背景,結(jié)合牛頓第二定律,確定所受合力特征,從而確定物體的受力情況,要求學(xué)生靈活掌握具體環(huán)境中的受力分析和運(yùn)動分析,對學(xué)生的理解能力和靈活運(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力要求較高.,,,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系,,,,考向1 運(yùn)用牛頓第二定律分析力和運(yùn)動的關(guān)系,命題透視:牛頓運(yùn)動定律與勻變速直線運(yùn)動、圖象相結(jié)合的問題,是歷年高考命題的熱點(diǎn)和重點(diǎn).試題緊密聯(lián)系實(shí)際,具有涉及的知識內(nèi)容多、物理過程多、信息量大、考查角度靈活等特點(diǎn),對學(xué)生的分析推理能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識分析求解物理問題的能

46、力要求較高.,,,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,示例192013全國卷,25,18分一長木板在水平地面上運(yùn)動,在t=0時(shí)刻將一相對于地面靜止的物塊輕放到木板上,以后木板運(yùn)動的速度時(shí)間圖象如圖所示.已知物塊與木板的質(zhì)量相等,物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦,物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且物塊始終在木板上.取重力加速度的大小g=10 m/s2,求: (1)物塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù); (2)從t=0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動時(shí),物塊相對于木板的位移的大小.,,,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,,,,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,(2)在t1時(shí)刻后,地面對木板的摩擦力

47、阻礙木板運(yùn)動,物塊與木板之間的摩擦力方向改變.設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f,物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2,則由牛頓第二定律得 f=ma1 22mg-f=ma2 假設(shè)f1mg,與假設(shè)矛盾 故f=1mg,,,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,,,,考向2 考查動力學(xué)中的圖象問題,命題透視:動力學(xué)中的臨界與極值問題,歷來是高考命題的熱點(diǎn)之一.試題往往需要通過對力和運(yùn)動情境分析,確定臨界與極值條件.求解時(shí)需要運(yùn)用極限法、假設(shè)法以及數(shù)學(xué)方法等,試題難度中等偏難.,,,考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題,,,,考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題,,,,考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題,

48、,,,考向3 考查動力學(xué)中的臨界與極值問題,命題透視:牛頓運(yùn)動定律是動力學(xué)的基礎(chǔ),運(yùn)動和力的關(guān)系是動力學(xué)的核心,牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用在高考中占有重要的位置,是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)之一.在高考命題中主要以綜合計(jì)算題的形式考查.往往結(jié)合“斜面模型”“彈簧模型”“滑板滑塊模型”以及“傳送帶模型”等進(jìn)行命題,試題分值高,難度大、區(qū)分度較高.,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,示例212015全國卷,25,20分一長木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物塊;在木板右方有一墻壁,木板右端與墻壁的距離為4.5 m,如圖(a)所示.t=0時(shí)刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動,直至t=1 s時(shí)木

49、板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短).碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運(yùn)動過程中小物塊始終未離開木板.已知碰撞后1 s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖(b)所示.木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2.求: 圖(a) 圖(b) (1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2; (2)木板的最小長度; (3)木板右端離墻壁的最終距離.,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,命題立意本題主要考查牛頓運(yùn)動定律、板塊模型、速度時(shí)間圖象、勻變速直線運(yùn)動規(guī)律等內(nèi)容,問題具有較大的綜合性.對學(xué)生的分析綜合能力要求很高. 思路分析 分析求解綜合性較強(qiáng)的問

50、題的關(guān)鍵是通過認(rèn)真審題,分解物理過程,將綜合問題分解成若干個(gè)子問題.具體求解思路和步驟如下. 1.審題要點(diǎn) 第一步:分析對象模型.設(shè)小物塊和木板的質(zhì)量分別為m和M.小物塊和木板均可以看作質(zhì)點(diǎn)(初始條件v0未知,如圖1所示).,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,第二步:分解過程模型. (1)認(rèn)為地面各點(diǎn)的粗糙程度相同,小物塊和木板一起向右做勻變速運(yùn)動,到速度大小為v1,如圖2所示. (2)木板與墻壁碰撞過程:小物塊受到滑動摩擦力(設(shè)置的初始條件),由于碰撞時(shí)間極短(t0),故碰后小物塊速度不變,木板的速度方向突變(設(shè)置的初始條件),如圖3所示.,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,(3)然

51、后小物塊向右減速,木板向左減速,經(jīng)1 s小物塊速度減小為零(如圖4所示).由于木板的加速度較小,故小物塊速度為零時(shí),木板仍有速度.然后小物塊向左加速,木板向左減速,到二者達(dá)到共同速度v3(如圖5所示). (4)分析臨界條件,包括時(shí)間關(guān)系和空間關(guān)系,如圖5所示. (5)在小物塊和木板具有共同速度后,兩者向左做勻變速直線運(yùn)動直至停止(如圖6所示). 第三步:選擇計(jì)算方法.上面的每一個(gè)過程都有特定條件要求,應(yīng)根據(jù)各自的物理規(guī)律,選擇相應(yīng)的計(jì)算方法解題. 2.思維引導(dǎo) (1)可以利用圖象求出小物塊的加速度,進(jìn)而求得小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2. (2)碰撞前二者向右做勻減速直線運(yùn)動,碰后小物塊繼續(xù)向右

52、做勻減速直線運(yùn)動,木板向左做勻減速直線運(yùn)動.,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,,,,考向4 牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用,命題透視:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),是考綱要求的必考實(shí)驗(yàn)之一.對本實(shí)驗(yàn)的考查主要涉及實(shí)驗(yàn)原理和方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及誤差分析,特別是拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)在近年頻頻出現(xiàn),試題有較強(qiáng)的區(qū)分度,應(yīng)予以高度重視.,,,考向5 考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),示例222014全國卷,22,6分某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示.實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪,小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到.回答下列問題: (1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果,小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成(填“線性”或“非線性”)關(guān)系. (2)由圖(b)可知,a-m圖線不經(jīng)過原點(diǎn),可能的原因是.,,,考向5 考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),,,,考向5 考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),,,,考向5 考查探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn),