2019届二轮复习牛顿运动定律的应用课件（27张）（全国通用） 27页

第 8 讲　牛顿运动定律的应用 - 2 - - 3 - 考点一 考点二 考点三 考点四 动力学两类基本问题 核心知识整合 解决问题的两个关键 1 . 应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁 —— 　　　　　 。 2 . 对研究对象进行正确的受力分析或运动分析。 动力学两类基本问题的求解思路 , 可用下面的框图来表示 : 加速度 - 4 - 考点一 考点二 考点三 考点四 命题点一 　 已知受力求运动 【例 1 】 如图甲所示 , 一小物块沿光滑斜面从静止向下滑 , 其对应的速率与时间关系图如图乙所示 , 如果从斜面较高的位置静止释放小物块 , 下列图象正确的是 ( 假设地面与小物块之间的摩擦力不变 , 小物块从斜面进入地面速率不变。 )( 　　 ) - 5 - 考点一 考点二 考点三 考点四 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 6 - 考点一 考点二 考点三 考点四 【例 2 】 (2018 浙江温州九校期末 ) 由于下了大雪 , 许多同学在课间追逐嬉戏 , 尽情玩耍 , 而同学王清和张华却做了一个小实验 : 他们造出一个方形的雪块 , 让它以初速度 v 0 =6.4 m/s 从一斜坡的底端沿坡面冲上该足够长的斜坡 ( 坡上的雪已压实 , 斜坡表面平整 ) 。已知雪块与坡面间的动摩擦因数为 μ =0.05, 他们又测量了斜坡的倾角为 θ =37°, 如图所示。求 :(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8 , , g 取 10 m/s 2 )   (1) 雪块在上滑过程中加速度多大 ? (2) 雪块沿坡面向上滑的最大距离是多少 ? (3) 雪块沿坡面滑到底端的速度大小。 答案 : (1)6.4 m/s 2 　 (2)3.2 m 　 (3)6 m/s - 7 - 考点一 考点二 考点三 考点四 - 8 - 考点一 考点二 考点三 考点四 命题点二 　 已知运动求受力 【例 3 】 质量为 1 kg 的质点 , 受水平恒力作用 , 由静止开始做匀加速直线运动 , 它在第 t 秒内的位移为 x, 则 F 的大小为 ( 　　 ) 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 9 - 考点一 考点二 考点三 考点四 【例 4 】 如图所示 , 小车板面上的物体质量为 m=8 kg, 它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上 , 这时弹簧的弹力为 6 N 。现沿水平向右的方向对小车施以作用力 , 使小车由静止开始运动起来 , 运动中加速度由零逐渐增大到 1 m/s 2 , 随即以 1 m/s 2 的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是 ( 　　 ) A. 弹簧对物体的弹力先增大后保持不变 B. 物体受到的摩擦力先减小后保持不变 C. 当小车加速度 ( 向右 ) 为 0.75 m/s 2 时 , 物体不受摩擦力作用 D. 小车以 1 m/s 2 的加速度向右做匀加速直线运动时 , 物体受到的摩擦力为 8 N 答案 解析 解析 关闭 物体静止不动时 , 水平方向弹簧弹力和向左的静摩擦力二力平衡 , 有 F f 静 =F 弹 =6 N; 物体随小车一起向右加速 , 当静摩擦力为零时 , 有 F 弹 =ma 1 , 计算得 a 1 =0.75 m/s 2 ; 当向右的加速度大于 0.75 m/s 2 时 , 静摩擦力开始向右 ; 当静摩擦力向右 , 且达到 6 N 时 , 有 F 弹 +F f 静 =ma 2 , 计算得出 a 2 =1.5 m/s 2 , 方向向右。综上可知选项 C 正确。 答案 解析 关闭 C - 10 - 考点一 考点二 考点三 考点四 超重与失重现象 核心知识整合 1 . 物体发生完全失重现象时 , 与重力相关的一切现象消失 , 如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向下的压强等。 2 . 不论超重、失重或完全失重 , 物体的重力不变。 3 . 物体是处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向 , 与速度的大小和方向没有直接关系。 - 11 - 考点一 考点二 考点三 考点四 关键能力提升 命题点 　 超重失重 【例 5 】 (2016~2017 学年浙江台州中学高一下学期第二次统练 ) 在一个竖直方向运动的密闭升降机内 , 用弹簧测力计挂着一个已知质量的砝码 , 当地的重力加速度已知。根据弹簧测力计的读数 , 我们可以知道 ( 　　 ) A. 升降机加速度的大小和方向 B. 升降机速度的大小和方向 C. 升降机加速度的大小和速度的方向 D. 升降机加速度的大小和方向以及速度的方向 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 12 - 考点一 考点二 考点三 考点四 整体法和隔离法的应用 核心知识整合 1 . 整体法与隔离法 (1) 整体法是指对问题涉及的整个系统或过程进行研究的方法。 (2) 隔离法是指从整个系统中隔离出某一部分物体 , 进行单独研究的方法。 2 . 整体法与隔离法常用来解决的问题 (1) 连接体问题 ① 这类问题一般是连接体 ( 系统 ) 内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 建立坐标系时要根据矢量正交分解越少越好的原则 , 选择正交分解力或正交分解加速度。 - 13 - 考点一 考点二 考点三 考点四 (2) 滑轮类问题   若要求绳的拉力 , 一般都必须采用隔离法。例如 ( 如图所示 ) 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。 - 14 - 考点一 考点二 考点三 考点四 3 . 应用整体法与隔离法的注意事项 物体系统的动力学问题涉及多个物体的运动 , 各物体既相互独立 , 又通过内力相互联系。处理各物体加速度都相同的连接体问题时 , 整体法与隔离法往往交叉使用 , 一般思路是 : (1) 求内力时 , 先用整体法求加速度 , 再用隔离法求物体间的作用力。 (2) 求外力时 , 先用隔离法求加速度 , 再用整体法求整体受到的外部作用力。 - 15 - 考点一 考点二 考点三 考点四 关键能力提升 命题点 　 整体法隔离法 【例 6 】 如图所示 ,A 、 B 两物体叠放在一起 , 以相同的初速度上抛 ( 不计空气阻力 ) 。下列说法正确的是 ( 　　 )   A. 在上升或下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 B. 上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 C. 下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A 物体受到的重力 答案 解析 解析 关闭 无论物体在上升过程中还是下降过程中 , 两物体组成的系统都只受重力作用 , 系统处于完全失重状态 , 所以在整个过程中 ,A 对 B 的压力始终为零 , 故选项 A 正确。 答案 解析 关闭 A - 16 - 考点一 考点二 考点三 考点四 【例 7 】 (2018 浙江宁波重点中学高三上学期期末热身联考 )1966 年科学家曾在太空中完成了测定质量的实验。实验时 , 用双子星号宇宙飞船 m 1 , 去接触正在轨道上运行的火箭组 m 2 ( 火箭组的发动机已经熄火 ) 。接触以后 , 开动双子星号飞船的推进器 , 使飞船和火箭组共同加速 , 测得 7 s 内飞船和火箭组的速度变化量为 0.91 m/s 。若飞船与火箭组接触前开动双子星号飞船的推进器 ( 推进器两次工作状态相同 ), 使飞船加速 , 测得 5 s 内飞船的速度变化量为 1.32 m/s 。已知双子星号宇宙飞船的质量 m 1 =3 400 kg, 则火箭组的质量 m 2 约为 ( 　　 ) A.1 500 kg B.3 500 kg C.5 000 kg D.6 000 kg 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 17 - 考点一 考点二 考点三 考点四 方法技巧 对于两个 ( 或两个以上 ) 物体相互连接参与运动的系统 , 基本思路 : 先整体后隔离 —— 即一般先以整体作为研究对象 , 应用牛顿第二定律求出共同的加速度 , 再隔离其中某一物体作为研究对象 , 列式求出物体间的相互作用力或其他物理量。 - 18 - 考点一 考点二 考点三 考点四 动力学中的临界极限问题 核心知识整合 1 . 有些题目中有 “ 刚好 ”“ 恰好 ”“ 正好 ” 等字眼 , 即表明题述的过程存在临界点。 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 “ 起止点 ”, 而这些起止点往往对应临界状态。 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 ”“ 稳定速度 ” 等 , 即是求收尾加速度或收尾速度。 - 19 - 考点一 考点二 考点三 考点四 关键能力提升 命题点一 　 接触与脱离的临界问题 【例 8 】 如图所示 , 质量均为 m 的 A 、 B 两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止 , 用大小等于 mg 的恒力 F 向上拉 B, 运动距离 h 时 ,B 与 A 分离。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.B 和 A 刚分离时 , 弹簧长度等于原长 B.B 和 A 刚分离时 , 它们的加速度为 g C. 弹簧的劲度系数等于 D. 在 B 与 A 分离之前 , 它们做匀加速直线运动 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 20 - 考点一 考点二 考点三 考点四 易错警示 (1) 两接触的物体分离之前的速度和加速度均相同。 (2) 两物体分离瞬间的速度和加速度仍相同 , 但物体间的作用力为零。 - 21 - 考点一 考点二 考点三 考点四 命题点二 　 叠加体系统的临界极值 问题 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 22 - 考点一 考点二 考点三 考点四 方法技巧 叠加体系统临界问题的求解 思路 - 23 - 1 2 3 4 5 1 .(2018 浙江嘉兴期末 ) 静止在粗糙水平面上的物体 A, 受到如图乙所示水平向右的外力 F 作用 , 关于其运动情况 , 下列描述错误的是 ( 　　 )   A. 在 0~1 s 内 , 物体 A 可能始终静止 B. 在 0~1 s 内 , 物体 A 可能先静止后做变加速直线运动 C. 在 1~3 s 内 , 物体 A 可能做匀加速直线运动 D. 在 3~4 s 内 , 物体 A 可能做加速度增大的直线运动 答案 解析 解析 关闭 物体在整个过程中水平方向受拉力和摩擦力作用。若物体在 0~1 s 内处于静止 , 由图象可知在 1 s 末外力达到最大 , 此后外力均不超过该值 , 所以物体将可能始终处于静止状态 , 故 A 说法正确 ; 在 0~1 s 内 , 开始时外力较小 , 物体将处于静止状态 , 随着外力逐渐增大 , 根据牛顿第二定律 F-F f =ma 可知 , 物体将做加速度不断增大的加速运动 , 故 B 说法正确 ; 在 1~3 s 内 , 物体所受的外力不变 , 根据牛顿第二定律 F-F f =ma 可知 , 物体可能做匀加速度直线运动 , 故 C 说法正确 ; 在 3~4 s 内 , 物体所受的外力减小 , 根据牛顿第二定律 F-F f =ma 可知 , 物体不可能做加速度增大的直线运动 , 故 D 说法错误。所以选 D 。 答案 解析 关闭 D - 24 - 1 2 3 4 5 2 .(2018 浙江金华十校期末 ) 质量为 m=60 kg 的同学 , 双手抓住单杠做引体向上 , 他的重心的速率随时间变化的图象如图所示 , 取竖直向上为正方向。 g 取 10 m/s 2 , 由图象可知 ( 　　 ) A.t=0.5 s 时他的加速度为 3 m/s 2 B.t=0.4 s 他处于超重状态 C.t=1.1 s 时他受到单杠的作用力的大小是 620 N D.t=1.5 s 时他处于超重状态 答案 解析 解析 关闭 根据速度图象斜率表示加速度可知 ,t=0.5 s 时 , 他的加速度为 0.3 m/s 2 , 选项 A 错误 ;t=0.4 s 时他向上加速运动 , 加速度方向竖直向上 , 他处于超重状态 ,B 正确 ;t=1.1 s 时他的加速度为 0, 他受到的单杠的作用力刚好等于重力 600 N,C 错误 ;t=1.5 s 时他向上做减速运动 , 加速度方向向下 , 他处于失重状态 , 选项 D 错误。 答案 解析 关闭 B - 25 - 1 2 3 4 5 3 .“ 蹦床 ” 是奥运会的一种竞技项目 , 比赛时 , 可在弹性网上安装压力传感器 , 利用压力传感器记录运动员运动过程中对弹性网的压力 , 并由计算机作出压力 (F)- 时间 (t) 图象 , 如图为某一运动员比赛时计算机作出的 F-t 图象 , 不计空气阻力 , 则关于该运动员 , 下列说法正确的是 ( 　　 )   A. 裁判打分时可以把该运动员的运动看成质点的运动 B.1 s 末该运动员的运动速度最大 C.1 s 末到 2 s 末 , 该运动员在做加速运动 , 处于超重状态 D.3 s 末该运动员运动到最高点 答案 解析 解析 关闭 由于是体操比赛 , 运动员的动作和形态会影响比赛的得分 , 故裁判在打分时 , 不可以将运动员看成质点 ,A 错误 ; 从图象可知 , 运动员在 1 s 末受到的弹力最大 , 说明此刻他处于最低点 , 速度为零 ,B 错误 ;1 s~2 s 末 , 运动员开始从最低点先向上加速 , 后向上减速 , 加速度先竖直向上 , 后竖直向下 , 故运动员在 1 s~2 s 末 , 先处于超重状态 , 后处于失重状态 ,C 错误 ; 运动员在 2 s 末离开弹性网 , 在 4 s 末恰好又落回弹性网 , 根据竖直上抛运动和自由落体运动在空间和时间上的对称性可知 ,3 s 末该运动员运动到最高点 ,D 正确。 答案 解析 关闭 D - 26 - 1 2 3 4 5 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 27 - 1 2 3 4 5 5 . 如图所示 , 两个质量分别为 m 1 =2 kg 、 m 2 =3 kg 的物体置于光滑的水平面上 , 中间用轻质弹簧测力计连接 , 两个大小分别为 F 1 =30 N,F 2 =20 N 的水平拉力分别作用在 m 1 、 m 2 上 , 则 ( 　　 ) A. 弹簧测力计的示数是 10 N B. 弹簧测力计的示数是 50 N C. 在突然撤去 F 2 的瞬间 , 弹簧测力计的示数不变 D. 在突然撤去 F 1 的瞬间 ,m 1 的加速度不变 答案 解析 解析 关闭 对整体运用牛顿第二定律得到 :F 1 -F 2 =(m 1 +m 2 )a, 代入数据解得 :a=2 m/s 2 ; 对物体 m 2 , 运用牛顿第二定律得到 :F-F 2 =m 2 a, 代入数据解得 :F=26 N, 故 A 、 B 错误 ; 在突然撤去 F 2 的瞬间 , 弹簧测力计的弹力不变 , 故 C 正确 ; 在突然撤去 F 1 的瞬间 , 对 m 1 受力分析可得 F=m 1 a', 代入数据解得 a'=13 m/s 2 , 故 D 错误。故选 C 。 答案 解析 关闭 C