2025年高考物理复习讲义第三章专题三　应用牛顿运动定律解决三类常见问题（含解析）.docxVIP

专题三应用牛顿运动定律解决三类常见问题

素养目标1.知道牛顿运动定律在动力学图像中的应用．(科学思维)2.知道整体法、隔离法在连接体问题中的应用．(科学思维)3.知道临界法在临界、极值问题中的应用．(科学思维)

考点动力学图像的应用

1．图像类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律为纽带，理解图像的类型，图像的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义．运用图像解决问题一般包含两个角度：

(1)用给定的图像解答问题．

(2)据题意作图，用图像解答问题．

在实际的应用中要建立物理情景与函数图像的相互转换关系．

2．常见的图像

v-t图像

根据图像的斜率判断加速度的大小和方向，进而根据牛顿第二定律求解合外力

F-a图像

首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意义，从而由图像给出的信息求出未知量

F-t图像

要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质

a-t图像

要注意加速度的正、负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程

典例1(2021·全国乙卷)(多选)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左端上有一质量m2的物块，如图(a)所示．用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小．木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示．已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g.则()

A．F1＝μ1m1g

B．F2＝eq\f(m2?m1＋m2?,m1)(μ2－μ1)g

C．μ2eq\f(m1＋m2,m2)μ1

D．在0～t2时间段物块与木板加速度相等

1．[根据物理情境选择图像]在地面将一小球竖直向上抛出，经时间t0到达最高点，然后又落回原处，若空气阻力大小恒定，则如图所示的图像能正确反映小球的速度v、加速度a、位移x、速率u随时间t变化关系的是(竖直向上为正方向)()

2.[根据图像分析物体的运动情况]公共汽车进站时，刹车过程的加速度—时间图像如图所示，若它在6s时恰好停在站台处，已知汽车质量约为5000kg，重力加速度取g＝10m/s2，则汽车在()

A．0到6s内的位移约等于30m

B．0时刻的速度约为28km/h

C．4s时的加速度约为0.5m/s2

D．4s时受到外力的合力约为2500N

考点连接体问题的分析方法

1．常见连接体模型

类型

图例

接触连接

轻绳连接

轻杆连接

轻弹簧连接

2.整体法与隔离法的选取原则

(1)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)．

(2)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．

(3)整体法、隔离法的交替运用：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先整体求加速度，后隔离求内力”的步骤．

典例2(2024·安徽阜阳一中等联考)如甲、乙两图所示，水平光滑的桌面足够长，不计滑轮的摩擦力，质量分别为m、M的两个木块用轻质细线连接．甲图中，对右侧木块施加的拉力水平向右、大小为F，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()

A．甲图中，若F＝Mg，则整体的加速度为eq\f(?m＋M?g,M)

B．甲图中，若m?M，则细线的拉力为0

C．乙图中，细线的拉力为eq\f(M2g,M＋m)

D．乙图中，若m?M，则整体的加速度大小约为g

1．[水平方向上的连接体模型](多选)如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动，A、B的质量关系为mBmA，它们与地面间的动摩擦因数相同．为使弹簧稳定时的伸长量减小，下列操作可行的是()

A．仅减小水平恒力F的大小

B．仅减小A的质量

C．仅将A、B的位置互换

D．仅减小水平面的粗糙程度

2．[竖直方向的连接体模型]如图所示，轻质定滑轮与固定在天花板上的拉力传感器相连，跨过定滑轮的轻绳两端分别与质量不等的A、B两物体相连．用挡板托住物体B使A、B保持静止，此时拉力传感器的示数为10N；撤去挡板，物体A上升、B下降，此时拉力传感器的示数为15N．重力加速度取g＝10m/s2，则物体B的质量为()

A．0.75kg B．1kg

C．1