高中物理总复习第三章 第3讲 牛顿运动定律综合应用.ppt

[冲关必试] 3．如图3－3－5甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m 和M(m∶M＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与 水平面间的动摩擦因数相同。当用水平力F作用于B上且 两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1。当用 同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹 簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于 (　　) 图3－3－5 A．1∶1　　　　　　　　 B．1∶2 C．2∶1 D．2∶3 答案：A 4．物体M、m紧靠着置于动摩擦因数为 μ、倾角为θ的斜面上，如图3－3－6 所示。现施加一个水平力F作用于M， 使M、m共同向上做加速运动，求 图3－3－6 它们间作用力的大小。 解析：将两者视为一个整体，受力分析如图甲，建立坐标系如图所示，由牛顿第二定律得： N1－(M＋m)gcosθ－Fsinθ＝0 Fcosθ－f1－(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a 又：f1＝μN1 隔离m受力分析如图乙，可有： [知识必会] 1．临界问题 在一种运动形式(或某种物理过程和物理状态)变化的过程中，存在着分界的现象。这是从量变到质变的规律在物理学中的生动表现，这种界限通常以临界值和临界状态的形式出现在不同的物理情景中。利用临界值和临界状态作为求解问题的思维起点，是一个重要的解题方法。 2．临界问题的处理方法 (1)极限法：在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语 时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的。 (2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线 索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题，一般用假设法。 (3)数学法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达 式求解得出临界条件。 [名师点睛] (1)临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态 一般要发生变化。 (2)临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题的灵活性较大， 审题时应尽量还原物理情景，抓住临界状态的特征，找 到正确的解题方向。 [典例必研] [例3]　(2012·青岛模拟)一弹簧一端固 定在倾角为37°的光滑斜面的底端， 另一端拴住质量为m1＝4 kg的物块P， Q为一重物，已知Q的质量为m2＝8 kg， 图3－3－7 弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止，如图3－3－7所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力，求：力F的最大值与最小值。(sin37°＝0.6，g＝10 m/s2) [思路点拨]　0.2 s内弹力是变化的，又合外力恒定，故F是变力，0.2 s后F为恒力，说明0.2 s时两者分离。 [解析]　从受力角度看，两物体分离的条件是两物体间的正压力为0，从运动学角度看，一起运动的两物体恰好分离时，两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。 设刚开始时弹簧压缩量为x0 则(m1＋m2)gsinθ＝kx0 ① 因为在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力，所以在0.2 s时，P对Q的作用力为0，由牛顿第二定律知kx1－m1gsinθ＝m1a ② F－m2gsinθ＝m2a ③ [答案]　最大值72 N，最小值36 N [冲关必试] 5．如图3－3－8所示，有A、B两个楔 形木块，质量均为m，靠在一起放于 水平面上，它们的接触面的倾角为θ。 图3－3－8 现对木块A施一水平推力F，若不计一切摩擦，要使A、B一起运动而不发生相对滑动，求水平推力F不得超过的最大值。 解析：A、B一起运动，则以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F＝2ma 以A为研究对象，其受力情况如图所示。 由图可知，A、B一起运动而不发生相对 滑动的临界条件是地面对A的支持力为N＝0 竖直方向：FBAcosθ＝mg 水平方向：F－FBAsinθ＝ma 联立上式可得F＝2mgtanθ，即水平推力F的最大值为2mgtanθ。 答案：2mgtanθ (1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？ (2)为不拉断轻绳，车向左运动的最大加速度是多大？ (2)小车向左加速度增大，AC、BC绳方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉力变大，BC绳拉力最大时，小车向左加速度最大， 由牛顿第二定律， 得FTB＋mgtanθ＝mam 因为FTB＝2mg， 所以最大加速度为am＝3g。 答案：(1)g　(2)3g [每课一得] 1．模型特点 涉及两个物体，并且物