河南省2015高考物理总复习讲义第3章加强1讲牛顿运动定律的综合应用课案.doc

加强一讲　牛顿运动定律的综合应用 考点一 [21]　动力学中整体法与隔离法的应用 一、整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)． 二、隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解． 三、整体法、隔离法的交替运用原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．——————[1个示范例]—————— 　 图3－3－1 (2012·江苏高考)如图3－3－1所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是(　　) A.　　　　　　　B. C.－(m＋M)g D.＋(m＋M)g 【审题指导】　(1)木块从两侧均受到向上的摩擦力，且大小相同 (2)当夹子与木块两侧的静摩擦力达到最大值时，木块刚要相对夹子滑动，对应拉力F最大 【解析】　对整个系统应用牛顿第二定律： F－(M＋m)g＝(M＋m)a 对M应用牛顿第二定律：2f－Mg＝Ma 由联立可得：F＝，故A正确． 【答案】　A 　整体法与隔离法常涉及的问题类型 (1)涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都采用隔离法． (2)水平面上的连接体问题：这类问题一般是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法．建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度． (3)斜面体与物体组成的连接体的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析．——————[1个预测例]——————　如图3－3－2甲所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上．小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M＞m.现用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T；如图3－3－2乙所示，若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′.则(　　) 图3－3－2 A．a′＝a，T′＝T　　　　　B．a′＞a，T′＝T C．a′＜a，T′＝T D．a′＞a，T′＞T 【解析】　 对图甲整体分析，由牛顿第二定律得a＝，对小球受力分析如图(a)所示，因此有F－Tsin α＝ma，Tcos α＝mg；对图乙小球受力分析如图(b)所示，因此有T′sin α＝ma′，T′cos α＝mg，解得T′＝T＝mg/cos α，a＝gtan α，a′＝gtan α，由于M＞m，故a′＞a. 【答案】　B考点二 [22]　动力学中的临界极值问题分析 一、临界状态与临界条件 当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件． 二、临界或极值条件的标志 1．有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点． 2．若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态． 三、临界问题的常用解法 1．极限法：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，以达到正确解决问题的目的． 2．假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时．或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题． 3．数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式解出临界条件．——————[1个示范例]—————— 　如图3－3－3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(　　) 图3－3－3 A．μmg　　　　　B．2μmg C．3μmg D．4μmg 【解析】　当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg，由牛顿第二定律知aA＝＝μg；对于A、B整体，加速度a＝aA＝μg，由牛顿第二定律得F＝3ma＝3μmg. 【答案】　C ——————[1个预测例]—————— 图3－3－4 　如图3－3－4所示，一轻质弹簧的一端固定于倾角θ＝30°的光滑斜面的顶端，另一端系有质量m＝0.5 kg的小球，小球被一垂直于斜