2013屆高考物理基礎(chǔ)知識(shí)梳理專項(xiàng)復(fù)習(xí)7

1、第二節(jié)　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,,,,,,,,,,,,課堂互動(dòng)講練,經(jīng)典題型探究,知能優(yōu)化演練,第二節(jié)　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,一、兩類基本問(wèn)題　應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解的問(wèn)題主要有兩類：1．已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況．2．已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況．在這兩類問(wèn)題中，_______是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁．_____分析和_________分析是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，求解這兩類問(wèn)題的思路可用下圖來(lái)表示．,加速度,受力,運(yùn)動(dòng)過(guò)程,

2、二、兩類基本問(wèn)題的求解思路1．已知物體的受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)物體的受力情況求出物體受到的合外力，然后應(yīng)用牛頓第二定律F＝ma求出物體的_______，再根據(jù)初始條件由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以求出物體的運(yùn)動(dòng)情況——物體的速度、位移或運(yùn)動(dòng)時(shí)間等．2．已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的_______，然后再應(yīng)用牛頓第二定律F＝ma求出物體所受的合外力，進(jìn)一步求出某些未知力．,加速度,加速度,

3、思考感悟在計(jì)算時(shí)，各物理量單位應(yīng)如何計(jì)算？提示：在計(jì)算的時(shí)候，如果所有的已知量都用同一種單位制中的單位來(lái)表示，那么，只要正確地應(yīng)用物理公式，計(jì)算的結(jié)果就總是用這個(gè)單位制中的單位來(lái)表示，而在計(jì)算過(guò)程中不必所有的物理量都帶單位．,課堂互動(dòng)講練,一、已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況　根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況，可以求出物體的加速度；再知道物體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，就可以求出物體在任一時(shí)刻的位置和速度，也就可以求解

4、物體的運(yùn)動(dòng)情況．常用合成法和正交分解法求加速度,1．合成法若物體只受兩個(gè)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個(gè)力的合外力方向就是加速度方向．特別是兩個(gè)力互相垂直或相等時(shí)，應(yīng)用力的合成法比較簡(jiǎn)單．當(dāng)物體受多個(gè)力作用產(chǎn)生加速度時(shí)，可以先求出其合力，再應(yīng)用牛頓第二定律求加速度．,2．正交分解法當(dāng)物體受到兩個(gè)以上的力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，常用正交分解法．通常是分解力，但在有些情況下分解加速度更簡(jiǎn)單．(1)分

5、解力：一般將物體受到的各個(gè)力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，則：F合x(chóng)＝ma(沿加速度方向)，F(xiàn)合y＝0(垂直于加速度方向)．(2)分解加速度：當(dāng)物體受的力相互垂直時(shí)，沿這兩個(gè)相互垂直的方向分解加速度，再應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，有時(shí)更簡(jiǎn)單．【名師點(diǎn)睛】　物體的運(yùn)動(dòng)情況是由所受的力及物體運(yùn)動(dòng)的初始狀態(tài)共同決定的．,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)　1.如圖3－2－1所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平面成θ＝37°角

6、，一裝潢工人手持綁著刷子的木桿粉刷天花板．工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F＝10 N，刷子的質(zhì)量為m＝0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)．刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)＝4 m，取sin37°＝0.6，g＝10 N/kg.試求：(1)刷子沿天花板向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小；(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間．,圖3－2－1,答案：(1)2 m/s2　(2)2 s,二、已知運(yùn)動(dòng)情

7、況求受力情況　根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體的受力情況，從而求出未知的力，或與力相關(guān)的某些物理量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等．常用整體法和隔離法處理1．整體法：當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時(shí)，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和．當(dāng)整體受到的外力F已知時(shí)，可用牛頓第二定律求出整體的加速度，這種處理問(wèn)題的思維方法叫做整體法．,2．隔離法：從研究的

8、方便出發(fā)，當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力時(shí)，常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中“隔離”出來(lái)進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連接體問(wèn)題的思維方法叫做隔離法．【名師點(diǎn)睛】　處理連接體問(wèn)題時(shí)，整體法與隔離法往往交叉使用，一般的思路是先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的作用力．,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)　2.光滑的L型木板P放在固定光滑斜面上，輕質(zhì)彈簧一端固定在木板上，另一端與置于木板上表面的滑塊Q相連，如圖3－2－2所示．若P

9、、Q一起沿斜面加速下滑，不計(jì)空氣阻力．則木板P的受力個(gè)數(shù)為(　　)A．3　　　　　　B．4C．5 D．6,圖3－2－2,解析：選A.以整體為研究對(duì)象可知a＝gsinθ以滑塊為研究對(duì)象，設(shè)彈簧對(duì)滑塊的彈力為F.由牛頓第二定律得F＋mgsinθ＝ma∴F＝0即彈簧不產(chǎn)生彈力物體P受到重力，斜面對(duì)P的支持力，Q對(duì)P的壓力共3個(gè)力的作用．,三、臨界和極值問(wèn)題在我們研究的許多運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)

10、題中，相關(guān)的物理量間存在著一定的制約關(guān)系，在物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化過(guò)程中，往往達(dá)到某個(gè)特定的狀態(tài)時(shí)，有關(guān)的物理量將出現(xiàn)極限或發(fā)生突變，此狀態(tài)就叫做臨界狀態(tài)；相應(yīng)地，待求解的物理量的值就叫做臨界值．利用臨界值來(lái)作為解題思路的突破口是一種很有用的思考途徑，也可以說(shuō)是利用臨界條件求解．這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準(zhǔn)確地分析物理過(guò)程，進(jìn)行求解．,【名師點(diǎn)睛】　能夠應(yīng)用臨界值解決的一類題目往往在題目的題干中給出：“恰好”“最大”“最小”“

11、至少”等等字眼．,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)　3.一個(gè)質(zhì)量為0.2 kg的小球用細(xì)繩吊在底角θ＝53°的斜面頂端，如圖3－2－3所示．斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計(jì)摩擦，當(dāng)斜面以10 m/s2的加速度向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求繩子的拉力及斜面對(duì)小球的彈力．(g取10 m/s2),圖3－2－3,答案：2.83 N　0,經(jīng)典題型探究,風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力．現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)

12、驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑．(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)．(2)保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時(shí)間為多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8),【思路點(diǎn)撥】　物體受到多個(gè)力作用時(shí)常采用正交分解法求解,圖3－2－4,【規(guī)

13、律總結(jié)】　選哪個(gè)方向?yàn)閤軸的正方向，所得的結(jié)果都是一樣的，但在選坐標(biāo)系時(shí)，為使解題方便，應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上，以減少分解的矢量個(gè)數(shù)．,互動(dòng)探究1　在第(2)問(wèn)中，球與桿間無(wú)相互作用力時(shí)，風(fēng)力是重力的幾倍？,如圖3－2－5所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大

14、拉力為多少？,圖3－2－5,【思路點(diǎn)撥】　解答本題的關(guān)鍵是正確地判斷出當(dāng)輕繩拉力最大時(shí)，物體A、B間和物體C、D間的靜摩擦力哪一個(gè)達(dá)到了最大靜摩擦力．,【規(guī)律總結(jié)】　當(dāng)求各部分之間的作用力時(shí)一定要用隔離法．考慮解題的方便有兩個(gè)原則：一是選出的隔離體方程中應(yīng)包含所求的未知量；二是在獨(dú)立方程的個(gè)數(shù)等于未知量的前提下，隔離體的數(shù)目應(yīng)盡可能少．,互動(dòng)探究2　例2中，木塊D受到的摩擦力是多少？,(滿分樣板　12分)如圖3－2－6所示，在光滑的水平

15、面上停放著小車B，車上左端有一小物體A，A和B之間的接觸面前一段光滑，后一段粗糙，且后一段的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，小車長(zhǎng)L＝2 m，A的質(zhì)量mA＝1 kg，B的質(zhì)量mB＝4 kg，現(xiàn)用12 N的水平力F向左拉動(dòng)小車，當(dāng)A到達(dá)B的最右端時(shí)，兩者速度恰好相等，求A和B間光滑部分的長(zhǎng)度．(g取10 m/s2),圖3－2－6,【思路點(diǎn)撥】　利用隔離法分別對(duì)小車B與小物體A進(jìn)行受力分析，再由牛頓第二定律求解兩者的加速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律及題中已知的速

16、度與位移之間存在的關(guān)系列方程求解．,【答案】　0.8 m,【誤區(qū)警示】　對(duì)小物體A與小車B的受力分析容易出錯(cuò)，而導(dǎo)致對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析錯(cuò)誤．開(kāi)始階段，由于小物體水平方向不受外力，故小物體A應(yīng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)小物體A進(jìn)入粗糙部分后，由于兩者發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，則小車B的受力發(fā)生了變化，對(duì)應(yīng)的加速度也發(fā)生變化．,水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站，如圖3－2－7所示為一水平傳送帶裝置示意圖．緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v＝1 m/s運(yùn)行，

17、一質(zhì)量為m＝4 kg的行李無(wú)初速度地放在A處，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，A、B間的距離L＝2 m，g取10 m/s2.,圖3－2－7,(1)求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大??；(2)求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間