2015年高考物理总复习精品专题3 第3讲 牛顿运动定律应用.ppt

L－x1 由题知μ＝tanθ，物体相对于传送带静止，物体接着做匀速 运动，运动时间为t2＝ v 12 ＝ s＝1.5 s 故小物块从 A 运动到 B 的时间为 t＝t1＋t2＝2.5 s. 图 D14 24－6 热点 4 用极限法分析临界问题 物理学中的极限思维方法，是针对物理对象的过程和状态 的变化，按照物理过程的变化趋势合理外推到极端的情况．研 究物理问题时，通常是将状态参量的一般变化，推到极限值． 相关物理量存在制约关系，其中当物理现象变化到某一状 态出现极限或转折(如“最大”“最小”“刚好”等词语)时， 都会出现临界现象，此时要用极限法，看物体加速度不同时， 会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件．临界问题一 般都具有一定的隐蔽性，审题时应尽量还原物理情境，利用变 化的观点分析物体的运动规律，利用极限法确定临界点，抓住 临界状态的特征，找到正确的解题方向． 【例 4】(双选)如图 3-3-9 所示，物体 A 和 B 叠放在光滑的 水平面上，A、B 的质量分别为 mA＝2 kg、mB＝6 kg，为了保持 A 与 B 相对静止在水平面上做加速运动，作用在 B 上的水平拉 力 F 不能超过 4 N．如果将此水平拉力作用在物体 A 上，则可 能出现的运动情况是( ) 图 3-3-9 A.A、B 仍相对静止一起加速运动 B.A、B 将发生相对运动 C.A 做匀速运动，B 做加速运动 D.A、B 一起做匀速运动 思路导引：静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决 于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值．存在 静摩擦的连接系统，相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦 力达到最大值． 解析：设 A 和 B 之间最大静摩擦力为 fmax，当水平拉力 F 作用在 B 上时，则 F＝(mA＋mB)a，fmax＝mAa 所以 fmax＝1 N 当水平拉力作用在 A 上时，A、B 不发生相对运动，一起运 动的最大加速度和拉力的最大值分别为 所以当 FmaxF≤4 N 时，A、B 将发生相对运动，A、B 都 做加速运动，当 F≤Fmax 时，A、B 仍相对静止都做加速运动， 故选项 A、B 正确． 答案：AB 拓展提升：解决摩擦力发生突变时的临界问题重在形成清 晰的物理图景，分析清楚物理过程，从而找出临界条件或达到 极值的条件．静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态； 静摩擦力到达最大值，是物体恰好保持相对静止的临界状态． 【触类旁通】 4．如图 3-3-10 所示，质量为 M＝8 kg 的小车 B 放在光滑 的水平面上，在小车右端加一个水平向右的恒力 F＝8 N．当小 车向右运动的速度达到 v0＝1.5 m/s 时，在小车右端轻轻地放上 一个大小不计、质量 m＝2 kg 的小物块 A，物块与小车间的动 摩擦因数为μ＝0.2，小车足够长，g＝10 m/s2.求从 A 放上小车 经过 t＝1.5 s 后位移的大小． 图 3-3-10 解：分别以 A、B 为研究对象，则 设 A、B 速度相同时所经过的时间为 t1，则 v0＋aBt1＝aAt1 解得 t1＝1 st＝1.5 s 此时 A 的速度大小为 v1＝aAt1＝2 m/s ＝ 此后假设A、B 以相同的加速度a 一起运动，则a＝ F m＋M 0.8 m/s2aA，所以 A、B 不发生相对运动，它们之间的摩擦力由 滑动摩擦力变为静摩擦力． 再经过 t2＝t－t1＝0.5 s，A 位移为 所以从 A 放上小车经过 1.5 s 后位移的大小为 s＝s1＋s2＝2.1 m. 第3讲 牛顿运动定律的应用 考点 1 动力学的两类基本问题 1．第一类问题：已知物体的受力情况，求物体的运动情况， 如物体运动的速度、时间、位移等． 2．第二类问题：已知物体的运动情况，求物体的受力情况， 如所受某个力的大小和方向． 3．动力学两类基本问题的分析流程(如图 3-3-1 所示) 图 3-3-1 4．应用牛顿运动定律解题的一般步骤 (1)明确研究对象：根据问题的需要和解题的方便，确定某 一物体或几个物体组成的系统为研究对象． (2)分析物体的受力情况和运动情况，画好受力示意图，明 确物体的运动性质和运动过程． (3)利用牛顿第二定律(在受力情况已知时)或结合运动学公 式(在运动情况已知时)进行求解． (4)必要时对结果进行讨论． 处理动力学问题一般以加速度为“桥梁”， 由运动学公式和牛顿运动定律列方程联立求解． 【自主检测】 1．一物体初速度