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.doc

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1、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

2、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)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：2

3、f－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

4、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3－3－2A．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，

5、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

6、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3－3－3A．μ

7、mg　　　　　B．2μmgC．3μmgD．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＝0.5kg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

8、，g取10