《金版新学案》安徽省2012高三物理一轮 第3章 牛顿运动定律章末大盘点精品课件

牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律单位制牛顿运动定律的应用实验3．巧解动力学问题的常用方法一、合成法合成法是根据物体受到的力，用平行四边形定则求出合力，再根据要求进行计算的方法．这种方法一般适用于物体只受两个力作用的情况．如右图所示，动力小车上有一竖杆，杆顶端用细绳拴一质量为m的小球．当小车沿倾角为30°的斜面匀加速向上运动时，绳与杆的夹角为60°，小车的加速度为()A.32gB．gC.3gD.g2答案：B解析：该问题中，小球受到两个不在同一直线上的力的作用，分析小球的受力后，画出受力图，用合成法求合力及绳子拉力，再用牛顿第二定律列方程求出加速度．小球的受力及力的合成如右图所示由几何关系可得：∠1＝∠2＝30°，所以F＝mg，由F＝ma得a＝g二、正交分解法方法：以加速度为其中一个坐标轴，分解力．1．在牛顿第二定律中应用正交分解法时，通常以加速度a的方向为x轴正方向，与此垂直方向为y轴，建立直角坐标系，将物体所受的力按x轴及y轴方向分解，分别求得x轴和y轴方向上的合力Fx和Fy.2．根据力的独立性原理，各个方向上的力产生各自的加速度，得方程组Fx＝ma，Fy＝0.如右图所示，质量为m的三角形木楔A置于倾角为θ的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为μ，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上．在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为()A.m[a＋gsinθ＋μcosθ]cosθB.ma－gsinθcosθ＋μsinθC.m[a＋gsinθ＋μcosθ]cosθ－μsinθD.m[a－gsinθ＋μcosθ]cosθ＋μsinθ解析：以A为研究对象，分析其受力情况如右图所示，将物体所受各力沿斜面方向正交分解，则垂直斜面方向有：FN＝mgcosθ＋Fsinθ沿斜面方向有Fcosθ－Ff－mgsinθ＝ma而Ff＝μFN由以上三式得F＝m[a＋gsinθ＋μcosθ]cosθ－μsinθ.答案：C当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法，多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直于加速度的方向上，此时有Fx＝ma，Fy＝0，特殊情况下分解加速度比分解力更简单．三、整体法与隔离法在物理题型中，常涉及相连接的几个物体，研究对象不唯一．解答这类问题时，应优先考虑整体法，因为整体法涉及研究对象少，未知量少，所列方程少，求解简便．但对于大多数平衡问题单纯用整体法不能解决，通常采用“先整体，后隔离”的分析方法．质量分别为m和2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同．当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1∶x2∶x3等于()A．1∶1∶1B．1∶2∶3C．1∶2∶1D．无法确定答案：A解析：当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，对A、B整体，由牛顿第二定律可得F－3μmg＝3ma，再用隔离法单独对A分析，由牛顿第二定律可得：kx1＝13F；根据上述方法同理可求得沿竖直方向、沿斜面方向运动时：kx2＝kx3＝13F，所以选项A正确．8．不理解超重、失重的实质下列关于超重、失重现象的说法正确的是()A．汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态，此时质量没变，重力减小了B．荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态，此时拉力小于重力C．宇航员在飞船内处于完全失重状态，而正在进行太空行走的宇航员在飞船外面则处于平衡状态D．电梯加速上升时，处在电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力【错因分析】错解一不理解超重、失重的实质，对A、B、C三项不知道从何入手分析，而盲目地选择，如不清楚汽车驶过拱形桥顶端时、小孩通过最低点时的加速度方向，无法判断超重或失重．错解二认为超重、失重时物体的重力发生了变化而错选A.错解三错误地认为进行太空行走的宇航员处于平衡状态而错选C.【正确解析】在汽车驶过拱形桥顶端时，由重力和支持力的合力提供汽车做圆周运动的向心力，合力向下，所以支持力小于重力，处于失重状态；荡秋千的小孩通过最低点时，由重力和支持力的合力提供其向心力，合力向上，所以支持力大于重力，处于超重状态；宇航员随飞船做圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态．当物体处于超重、失重或完全失重时，只是物体对支持物的压力增大、减小或等于零，物体本身的重力并没有变化．电梯加速上升时，有向上的加速度，支持力大于重力，电梯中的人处于超重状态．答案：D9．对力和运动的关系认识错误一质点处于静止状态，现对该质点施加力F，力F随时间t按右图所示的正弦规律变化，力F的方向始终在同一直线上．在0～4s内，下列说法正确的是()A．第2s末，质点距离出发点最远B．第2s末，质点的动能最大C．第4s末，质点距离出发点最近D．第4s末，质点的动能最大【错因分析】错解从图象中可以看出，质点在0～1s内F增大，认为速度增大，1～2s内F减小，所以速度减小，在0～2s内质点先做加速运动，后做减速运动，第2s末离出发点最远，错选A项．答案：B【正确解析】力F随图示的规律变化时，质点在前2s内做加速度先增大后减小的加速运动，在2s时刻速度最大，2～4s内质点做加速度(反方向)先增大后减小的减速运动，在4s时刻速度为零．质点始终沿正方向运动，故B正确．10．运动关系不明确，情境分析错误如右图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动时(v1v2)，绳中的拉力分别为F1、F2；当剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是()A．F1F2B．F1＝F2C．t1t2D．t1t2【错因分析】(1)错误地认为速度发生变化，于是绳中拉力变化；(2)不能正确分析物体的受力情况，从而无法判断出物体的运动情况，进而无法确定物体的运动时间．答案：B【正确解析】当传送带沿逆时针方向转动时，物体受到向左的摩擦力，且为滑动摩擦力，虽然传送带的速度发生变化，但滑动摩擦力的大小不变，由平衡条件可得F1＝F2，A错误、B正确；因L、v1、v2的大小关系不确定，所以物体到达左端的过程中，可能一直做匀加速运动，此时所需时间相等．也可能先做匀加速运动，再做匀速运动，此时t1t2，故C、D错误．解决传送带类问题的关键是判断物体与传送带间的摩擦力的方向和大小，确定物体的运动状态、运动过程并进行分析，根据运动学、动力学以及功能规律求解．11．找不到两物体间的运动联系而出错如右图所示，长L＝1.6m，质量M＝3kg的木板静放在光滑水平面上，质量m＝1kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1.现对木板施加一水平向右的拉力F，取g＝10m/s2，求：(1)使物块不掉下去的最大拉力F；(2)如果拉力F＝10N恒定不变，小物块所能获得的最大速度．【错因分析】找不到物体脱离木板的临界条件而错解；或找不到两个物体间的位移关系，认为物块的位移等于木板的长度而错解．【正确解析】(1)求物块不掉下时的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度a1对物块，最大加速度a1＝μmgm＝μg＝1m/s2对整体，F＝(M＋m)a1＝(3＋1)×1N＝4N.答案：(1)4N(2)1.26m/s(2)当F＝10N时，木板的加速度a2＝F－μmgM＝10－0.1×103m/s2＝3m/s2由12a2t2－12a1t2＝L得物块滑过木板所用时间t＝1.6s物块离开木板时的速度v1＝a1t＝1.6m/s＝1.26m/s.练规范、练技能、练速度