高三物理一轮复习专题突破4牛顿运动定律的应用2新人教版.doc
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1、专题4牛顿运动定律的应用(二)导学目标 1.掌握动力学中的图象问题的分析方法.2.掌握整体法与隔离法在连接问题中的应用方法考点一动力学中的图象问题考点解读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、面六大功能典例剖析例1如图1甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩0.4 m锁定t0
2、时解除锁定释放滑块计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线,倾斜直线Od是t0时的速度图线的切线,已知滑块质量m2.0 kg,取g10 m/s2.求:图1(1)滑块与地面间的动摩擦因数;(2)弹簧的劲度系数方法突破数图结合解决物理问题物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型,也是近年高考的热点,特别是vt图象在考题中出现率极高对于已知图象求解相关物理量的问题,往往是结合物理过程从分析图象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手,分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果解决这类问题的核心是分析图象,我们应特别关注vt图中的斜率(加速度)和
3、力的图线与运动的对应关系跟踪训练1固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图2所示,取重力加速度g10 m/s2.求:图2(1)小环的质量m;(2)细杆与地面间的倾角.考点二多过程问题考点解读很多动力学问题中涉及物体两个或多个连续的运动过程,在物体不同的运动阶段,物体的运动情况和受力情况都发生了变化,我们把这类动力学问题称为牛顿运动定律中的多过程问题有些题目中这些过程是彼此独立的,也有的题目中相邻的过程之间也可能存在一些联系,解决这类问题时,既要将每个子过程独立分析清楚,又要关注它们之间的联系多过程问题可根据
4、涉及物体的多少分为单体多过程问题和多体多过程问题典例剖析图3例2 中央电视台近期推出了一个游戏节目推矿泉 水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手 让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败其简化模型如图3所示,AC是长度为L15 m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域已知BC长度为L21 m,瓶子质量为m0.5 kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N,瓶子沿AC做直线运动,(g取10 m/s2)假设瓶子可视为质点,那么该选手要想游戏获得成
5、功,试问:(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?方法突破求解多过程问题,要能够将多过程分解为多个子过程,在每一个子过程中,对物体进行正确的受力分析,正确求解加速度和找到连接各阶段运动的物理量(速度)是关键,做出物体整个运动过程的运动示意图,可使问题的分析与求解较为直观跟踪训练2有一种大型游戏机叫“跳楼机”,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放可以认为座椅沿轨道做自由落体运动,2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零然后再让座椅以相
6、当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面(取g10 m/s2)问:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少?(3)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?考点三滑块木板模型考点解读滑块木板模型作为力学的基本模型经常出现,是对直线运动和牛顿运动定律有关知识的综合应用着重考查学生分析问题、运用知识的能力,这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力,为后面牛顿运动定律与能量知识的综合应用打下良好的基础典例剖析例3某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动比赛规则是:如图4甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块,且每次只能将一块砖无初速度(相对地面
7、)地放到车上,车停止时立即停止搬放,以车上砖块多少决定胜负已知每块砖的质量m0.8 kg,小车的上表面光滑且足够长,比赛过程中车始终受到恒定牵引力F20 N的作用,未放砖块时车以v03 m/s的速度匀速前进获得冠军的家庭上场比赛时每隔T0.8 s搬放一块砖,从放上第一块砖开始计时,图中仅画出了00.8 s内车运动的vt图象,如图乙所示,g取10 m/s2.求:图4(1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数;(2)车停止时,车上放有多少块砖方法突破求解时应先仔细审题,清楚题目的含义,分析清楚每一个物体的受力情况、运动情况因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运动过程,并且物体间还存在相对运动,所
8、以应准确求出各物体在各运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变),找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口求解中更应注意联系两个过程的纽带,每一个过程的末速度是下一个过程的初速度图5跟踪训练3如图5所示,在光滑的水平面上停放着小车B,车上左端有一小物体A,A和B之间的接触面前一段光滑,后一段粗糙, 且后一段的动摩擦因数0.4,小车长L2 m,A的质量mA1 kg,B的质量mB4 kg.现用12 N的水平力F向左拉动小车,当A到达B的最右端时,两者速度恰好相等,求A和B间光滑部分的长度(g取10 m/s2)8.整体法与隔离法在动力学中的应用图6例4如图6所示,一辆汽车A
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