2020高考物理大一轮复习 第8讲 牛顿第二定律的应用2学案（无答案）新人教版（通用） 6页

第8讲　牛顿第二定律的应用2 ‎ 考点一　连接体问题 应用牛顿第二定律求解连接体问题时,正确选取研究对象是解题的关键.‎ ‎(1)若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求系统内各物体之间的作用力,则可以把它们看作一个整体,根据牛顿第二定律,已知合外力则可求出加速度,已知加速度则可求出合外力.‎ ‎(2)若连接体内各物体的加速度不相同,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)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,则可以先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”.‎ 例1a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.如图8-1所示,当用大小为F的恒力竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2.下列说法正确的是 (　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 图8-1‎ A.x1一定等于x2 B.x1一定大于x2‎ C.若m1>m2,则x1>x2 D.若m1>m2,则x1‎μM‎1-μ C.若物块A、B未发生相对滑动,则物块A受到的摩擦力为Mmg‎2M+m D.轻绳对定滑轮的作用力为‎2‎mg ‎■要点总结 求解连接体内部物体之间的作用力时,一般选受力较少的隔离体为研究对象;求解具有相同的加速度的连接体所受的外部作用力或加速度时,一般选取系统整体为研究对象.大多数连接体问题中需要整体法和隔离法交替使用.‎ 考点二　瞬时类问题 ‎1.两种基本模型的特点 ‎(1)轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变,成为零或者别的值.‎ ‎(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,当它两端始终有连接物时其弹力不能突变,大小和方向均不变.‎ ‎2.基本方法 ‎(1)选取研究对象(一个物体或几个物体组成的系统).‎ ‎(2)先分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面之前物体的受力情况,由平衡条件求相关力.‎ ‎(3)再分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面瞬间物体的受力情况,由牛顿第二定律列方程求瞬时加速度.‎ 例3在如图8-5所示的装置中,小球在水平细绳OA和与竖直方向成θ角的弹簧OB作用下处于静止状态,若将绳子OA剪断,求剪断瞬间小球的加速度大小和方向.(重力加速度为g)‎ 图8-5‎ 图8-6‎ 变式题(多选)如图8-6所示,质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋AC处在水平方向上,绳BC与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g.下列判断中正确的是 (　　)‎ A.在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变 B.在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsinθ C.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gcosθ D.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsinθ 图8-7‎ 例4(多选)如图8-7所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.将细线剪断瞬间,物块a的加速度的大小为a1,S1和S2相对于原长的伸长量分别为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,则 (　　)‎ A.a1=3g B.a1=0‎ C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2‎ 图8-8‎ 变式题(多选)如图8-8所示,倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态.在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(重力加速度为g) (　　)‎ A.B球的受力情况未变,加速度为零 B.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为gsinθ C.A、B之间杆的拉力大小为‎3‎‎2‎mgsinθ D.C球的加速度沿斜面向下,大小为gsinθ 考点三　临界、极值类问题 ‎1.临界、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“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.‎ ‎2.“四种”典型临界条件 ‎(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是弹力FN=0.‎ ‎(2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值.‎ ‎(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是张力T=0.‎ ‎(4)加速度变化时,速度达到最值的临界条件:加速度变为0.‎ 图8-9‎ 例5如图8-9所示,质量m=2kg的小球用细绳拴在倾角θ=37°的光滑斜面体的斜面上,此时细绳平行于斜面.g取10m/s2.下列说法正确的是 (　　)‎ A.当斜面体以5m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为20N B.当斜面体以5m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为30N C.当斜面体以20m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为40N D.当斜面体以20m/s2的加速度向右加速运动时,绳子拉力为60N 变式题1如图8-10所示,质量为m=1kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面体上,斜面体质量为M=2kg,斜面与物块间的动摩擦因数为μ=0.2,地面光滑.现对斜面体施加 一水平推力F,要使物块相对斜面静止,试确定推力F的取值范围.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)‎ 图8-10‎ 图8-11‎ 变式题2如图8-11所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的两木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是 (　　)‎ A.质量为2m的木块受到四个力的作用 B.当F逐渐增大到T时,轻绳刚好被拉断 C.当F逐渐增大到1.5T时,轻绳还不会被拉断 D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的两木块间的摩擦力为‎2‎‎3‎T ‎