2019-2020年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

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1、2019-2020年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

2、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(xx·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)gD.+(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

3、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)a①对M应用牛顿第二定律:2f-Mg=Ma②由①②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:①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.②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

4、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(

5、  )图3-3-2A.a′=a,T′=T     B.a′>a,T′=TC.a′<a,T′=TD.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-Tsinα=ma,Tcosα=mg;对图乙小球受力分析如图(b)所示,因此有T′sinα=ma′,T′cosα=mg,解得T′=T=mg/cosα,a=gtanα,a′=gtanα,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

6、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

7、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3-3-3A.μmg     B.2μmgC.3μmgD.4μmg【解析】 当A、B之间恰好不发生相对

8、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=0.5kg的小球,小球被一垂直于斜面的挡板挡住,此时弹簧恰好为自然长度.现使挡板以恒定加速度a=2m/s2沿斜面向下运动(斜面足够长),已知弹簧的劲度系数k=50N/m,g取10m/s

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