2014届高考物理一轮复习 牛顿运动定律的综合应用教学案.docVIP

牛顿运动定律的综合应用 一．考点整理 基本概念 1．动力学中的临界极值问题在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界值出现．发生临界问题的条件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相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，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绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的张力，绳子松弛的临界条件是FT加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力时，具有最大加速度；合外力时，具有最小加速度．当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值动力学中的图象问题在牛顿运动定律中有这样一类问题：题目告诉的已知条件是物体在一过程中所受的某个力随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况；或者已知物体在一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况，我们把这两种问题称为牛顿运动定律中的图象问题．这类问题的实质仍然是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能 思维启动 1．如图所示，在倾角为θ30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现开始用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上做匀加速运动，当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg求从F开始作用到物块B刚要离开C的时间如图所示，是空中轨道列车简称空轨悬挂式单轨交通系统，无人驾驶空轨行程由计算机自动控制．在某次研究制动效果的试验中，计算机观测到制动力逐渐增大，下列各图中能反映其速度v随时间t变化关系的是 三．考点分类探讨 典型问题 〖考点动力学中的图象问题 【例1】将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是【变式跟踪1】一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图a）所示，速度v随时间t变化的关系如图所示．取g10 m/s2，求： 1 s末物块所受摩擦力的大小Ff1物块在前6 s内的位移大小x；物块与水平地面间的动摩擦因数μ考点动力学中的临界问题【例】某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示．设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g求空气阻力大小与球速大小的比例系数k求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；⑶ 整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件【变式跟踪2】如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmg 高考试题 1．【2013安徽高考】如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为（重力加速度为g）A．θ + acosθ) FN = m(gcosθ – asinθ) B．θ + asinθ) FN = m(gsinθ – acosθ) C．θ – gsinθ) FN = m(gcosθ + asinθ) D．θ – gcosθ) FN = m(gsinθ + acosθ) 【预测1】如图所示，薄板A长L5 m，其质量M5 kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐．在A上距右端s3 m处放一物体B可看成质点，其质量m2 kg．已知A、B间动摩擦因数μ10.1，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ20.2，原来系统静止．现在在板的右端施加一大小的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘．求： B运动的时间力F的大小如图，质量为