高考物理一輪復(fù)習 （高頻考點分析+命題角度掃描）熱點專題課 巧解動力學問題的方法課件 新人教版

一、用假設(shè)法巧解動力學問題一、用假設(shè)法巧解動力學問題 假設(shè)法是一種解決物理問題的重要思維方法，在求假設(shè)法是一種解決物理問題的重要思維方法，在求解物體運動方向待定的問題時更是一種行之有效的方法。解物體運動方向待定的問題時更是一種行之有效的方法。用假設(shè)法解題一般先根據(jù)題意從某一假設(shè)入手，然后運用假設(shè)法解題一般先根據(jù)題意從某一假設(shè)入手，然后運用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進行適當討論，從而得出答案。用物理規(guī)律得出結(jié)果，再進行適當討論，從而得出答案。 典例典例1 如圖如圖31所示，一根輕彈簧上端所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一個質(zhì)量為固定，下端掛一個質(zhì)量為m0的小桶的小桶(底面水平底面水平)，桶中放有一質(zhì)量為桶中放有一質(zhì)量為m的物體，當桶靜止時，彈的物體，當桶靜止時，彈簧的長度比其自然長度伸長了簧的長度比其自然長度伸長了L，今向下拉桶，今向下拉桶使彈簧再伸長使彈簧再伸長L后靜止，然后松手放開，設(shè)彈后靜止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則下列說法中正確的是簧總處在彈性限度內(nèi)，則下列說法中正確的是 ()圖圖31ABC D答案答案A 二、用極限法巧解動力學問題二、用極限法巧解動力學問題 (1)臨界與極值問題：在研究動力學問題時，當物體所處的臨界與極值問題：在研究動力學問題時，當物體所處的環(huán)境或所受的外界條件發(fā)生變化時，物體的運動狀態(tài)也會發(fā)生環(huán)境或所受的外界條件發(fā)生變化時，物體的運動狀態(tài)也會發(fā)生變化，當達到某個值時其運動狀態(tài)會發(fā)生某些突變，特別是題變化，當達到某個值時其運動狀態(tài)會發(fā)生某些突變，特別是題中出現(xiàn)中出現(xiàn)“最大最大”“”“最小最小”“”“剛好剛好”“”“恰好出現(xiàn)恰好出現(xiàn)”“”“恰好不出現(xiàn)恰好不出現(xiàn)”等詞語時，往往會出現(xiàn)臨界問題和極值問題，求解時常用極限等詞語時，往往會出現(xiàn)臨界問題和極值問題，求解時常用極限法，即將物體的變化過程推到極限法，即將物體的變化過程推到極限將臨界狀態(tài)及臨界條件將臨界狀態(tài)及臨界條件顯露出來，從而便于抓住滿足臨界值的條件，準確分析物理過顯露出來，從而便于抓住滿足臨界值的條件，準確分析物理過程進行求解。程進行求解。 (2)動力學中各種臨界問題的臨界條件：動力學中各種臨界問題的臨界條件： 接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離的臨界接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離的臨界條件是彈力條件是彈力FN0。 相對靜止或相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止或相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對靜止或相對滑動的臨相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對靜止或相對滑動的臨界條件是：靜摩擦力達到最大值。界條件是：靜摩擦力達到最大值。 繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩子張力等于它所能承受的限的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩子張力等于它所能承受的最大張力。繩子松弛的臨界條件是最大張力。繩子松弛的臨界條件是FT0。 加速度最大與速度最大的臨界條件：當物體在加速度最大與速度最大的臨界條件：當物體在受到變化的外力作用下運動時，其加速度和速度都會受到變化的外力作用下運動時，其加速度和速度都會不斷變化，當所受外力最大時，具有最大加速度；所不斷變化，當所受外力最大時，具有最大加速度；所受外力最小時，具有最小加速度。當出現(xiàn)加速度有最受外力最小時，具有最小加速度。當出現(xiàn)加速度有最小值或最大值的臨界條件時，物體處于臨界狀態(tài)，所小值或最大值的臨界條件時，物體處于臨界狀態(tài)，所對應(yīng)的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值。對應(yīng)的速度便會出現(xiàn)最大值或最小值。 典例典例2如圖如圖32所示，在傾角為所示，在傾角為的光滑斜面上端固定的光滑斜面上端固定一勁度系數(shù)為一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連有一質(zhì)量為的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連有一質(zhì)量為m的小球，的小球，小球被一垂直于斜面的擋板小球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時彈簧沒有形變，若手持擋住，此時彈簧沒有形變，若手持擋板擋板A以加速度以加速度a(agsin )沿斜面勻加速下滑，求：沿斜面勻加速下滑，求：圖圖32(1)從擋板開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間；從擋板開始運動到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時間；(2)從擋板開始運動到小球速度最大時，小球的位移。從擋板開始運動到小球速度最大時，小球的位移。 利用圖象分析動力學問題時，關(guān)鍵是要將題目中的物理利用圖象分析動力學問題時，關(guān)鍵是要將題目中的物理情景與圖象結(jié)合起來分析，利用物理規(guī)律或公式求解或作出情景與圖象結(jié)合起來分析，利用物理規(guī)律或公式求解或作出正確判斷。如必須弄清位移、速度、加速度等物理量和圖象正確判斷。如必須弄清位移、速度、加速度等物理量和圖象中斜率、截距、交點、折點、面積等的對應(yīng)關(guān)系。中斜率、截距、交點、折點、面積等的對應(yīng)關(guān)系。 典例典例3將一個粉筆頭輕放在以將一個粉筆頭輕放在以2 m/s的恒定速度運動的的恒定速度運動的足夠長的水平傳送帶上后，傳送帶上留下一條長度為足夠長的水平傳送帶上后，傳送帶上留下一條長度為4 m的畫的畫線。若使該傳送帶仍以線。若使該傳送帶仍以2 m/s的初速度改做勻減速運動，加速的初速度改做勻減速運動，加速度大小恒為度大小恒為1.5 m/s2，且在傳送帶開始做勻減速運動的同時，且在傳送帶開始做勻減速運動的同時，將另一個粉筆頭將另一個粉筆頭(與傳送帶的動摩擦因數(shù)和第一個相同與傳送帶的動摩擦因數(shù)和第一個相同)輕放在輕放在傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的畫線？傳送帶上，該粉筆頭在傳送帶上能留下一條多長的畫線？ 解析解析第一次畫線，傳送帶勻速，粉筆頭由靜止開始做勻第一次畫線，傳送帶勻速，粉筆頭由靜止開始做勻加速運動，兩者發(fā)生相對滑動，設(shè)粉筆頭的加速度大小為加速運動，兩者發(fā)生相對滑動，設(shè)粉筆頭的加速度大小為a1，同，同時作出粉筆頭和傳送帶的速度時作出粉筆頭和傳送帶的速度時間圖象，如圖時間圖象，如圖33甲所示。甲所示。圖圖33答案答案1 m 四、用分解加速度法巧解動力學問題四、用分解加速度法巧解動力學問題 因牛頓第二定律因牛頓第二定律Fma指出力和加速度永遠存在瞬指出力和加速度永遠存在瞬間對應(yīng)關(guān)系，所以在用牛頓第二定律求解動力學問題時，間對應(yīng)關(guān)系，所以在用牛頓第二定律求解動力學問題時，有時不去分解力，而是分解加速度，尤其是當存在斜面有時不去分解力，而是分解加速度，尤其是當存在斜面體這一物理模型且斜面體又處于加速狀態(tài)時，往往此法體這一物理模型且斜面體又處于加速狀態(tài)時，往往此法能起到事半功倍的效果。能起到事半功倍的效果。 典例典例4在傾角為在傾角為60的光滑斜面上用細線的光滑斜面上用細線系住一個質(zhì)量為系住一個質(zhì)量為m1 kg可看成質(zhì)點的小球，線可看成質(zhì)點的小球，線與斜面平行，斜面體在外力作用下向右運動，與斜面平行，斜面體在外力作用下向右運動，g10 m/s2，求：，求：圖圖34圖圖35常規(guī)解法常規(guī)解法(分解力法分解力法)分解加速度法分解加速度法圖圖36 五、用牛頓第二定律系統(tǒng)表達式巧解動力學問題五、用牛頓第二定律系統(tǒng)表達式巧解動力學問題 牛頓第二定律研究的對象可以是單個物體牛頓第二定律研究的對象可以是單個物體(質(zhì)點質(zhì)點)，也可以，也可以是多個相互作用的物體組成的系統(tǒng)是多個相互作用的物體組成的系統(tǒng)(質(zhì)點系質(zhì)點系)。對于多個相互作。對于多個相互作用的物體組成的系統(tǒng)，高考時常有涉及，如果對系統(tǒng)中的物體用的物體組成的系統(tǒng)，高考時常有涉及，如果對系統(tǒng)中的物體逐一使用牛頓運動定律求解，過程往往較為復(fù)雜，而對系統(tǒng)整逐一使用牛頓運動定律求解，過程往往較為復(fù)雜，而對系統(tǒng)整體應(yīng)用牛頓第二定律往往能使問題簡化。體應(yīng)用牛頓第二定律往往能使問題簡化。 兩種表達式兩種表達式 (1)當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和。和。(2)當系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不同時，也可以運用當系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不同時，也可以運用“類整體法類整體法”列牛頓第二定律方程，形式為列牛頓第二定律方程，形式為 典例典例5如圖如圖37所示，水平地面上有一傾所示，水平地面上有一傾角為角為、質(zhì)量為、質(zhì)量為M的斜面體，斜面體上有一質(zhì)量的斜面體，斜面體上有一質(zhì)量為為m的物塊以加速度的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，此過沿斜面勻加速下滑，此過程中斜面體沒有動，求地面對斜面體的支持力程中斜面體沒有動，求地面對斜面體的支持力FN與摩擦力與摩擦力Ff的大小。的大小。 解析解析以物塊和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對以物塊和斜面體組成的系統(tǒng)為研究對象，將物塊的加速度象，將物塊的加速度a沿水平方向與豎直方向進行沿水平方向與豎直方向進行分解，對物塊與斜面體整體在豎直方向上由牛頓分解，對物塊與斜面體整體在豎直方向上由牛頓第二定律有第二定律有(Mm)gFNM0masin 。在水平方向上由。在水平方向上由牛頓第二定律有牛頓第二定律有FfM0macos ，解得：，解得：FN(Mm)gmasin ，F(xiàn)fmacos 。 答案答案(Mm)gmasin macos 圖圖37圖圖38專題練習專題練習1質(zhì)量相同的甲、乙兩輛汽車都在方向不變的水平合外力質(zhì)量相同的甲、乙兩輛汽車都在方向不變的水平合外力 的作用下從靜止出發(fā)沿水平方向做加速直線運動。在第的作用下從靜止出發(fā)沿水平方向做加速直線運動。在第 一段時間間隔內(nèi)，兩輛汽車所受合外力的大小不變，汽一段時間間隔內(nèi)，兩輛汽車所受合外力的大小不變，汽 車乙所受的合外力大小是甲的兩倍；在接下來的相同時間車乙所受的合外力大小是甲的兩倍；在接下來的相同時間 間隔內(nèi)，汽車甲所受的合外力大小增加為原來的兩倍，汽間隔內(nèi)，汽車甲所受的合外力大小增加為原來的兩倍，汽 車乙所受的合外力大小減小為原來的一半。求甲、乙兩車車乙所受的合外力大小減小為原來的一半。求甲、乙兩車 各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總位移之比。各自在這兩段時間間隔內(nèi)走過的總位移之比。2.一彈簧秤的秤盤質(zhì)量為一彈簧秤的秤盤質(zhì)量為m11.5 kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量為，盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2 10.5 kg的物體的物體P，彈簧質(zhì)量不計，其勁度系數(shù)為，彈簧質(zhì)量不計，其勁度系數(shù)為k 800 N/m，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，如圖39所示?，F(xiàn)給所示?，F(xiàn)給P 施加一個豎直向上的力施加一個豎直向上的力F，使，使P從靜止開始向上做勻加速從靜止開始向上做勻加速 直線運動，已知在最初直線運動，已知在最初0.2 s內(nèi)內(nèi)F是變化的，在是變化的，在0.2 s后是后是 恒定的，求恒定的，求F的最大值和最小值各是多少。的最大值和最小值各是多少。(g10 m/s2)圖圖39解析：因為在解析：因為在0.2 s內(nèi)內(nèi)F是變力，在是變力，在0.2 s以后以后F是恒力，所以在是恒力，所以在t0.2 s時，時，P離開秤盤。此時離開秤盤。此時P受到秤盤的支持力為零，由于秤盤受到秤盤的支持力為零，由于秤盤的質(zhì)量的質(zhì)量m11.5 kg，所以此時彈簧不能處于原長，所以此時彈簧不能處于原長答案：答案：168 N72 N3如圖如圖310所示，輕桿的兩端分別固定兩個質(zhì)量均為所示，輕桿的兩端分別固定兩個質(zhì)量均為m 的小球的小球A、B，輕桿可以繞距，輕桿可以繞距A端端1/3桿長處的固定轉(zhuǎn)軸桿長處的固定轉(zhuǎn)軸 O無摩擦地轉(zhuǎn)動。若輕桿自水平位置由靜止開始自由無摩擦地轉(zhuǎn)動。若輕桿自水平位置由靜止開始自由 繞繞O軸轉(zhuǎn)到豎直狀態(tài)時，求轉(zhuǎn)軸軸轉(zhuǎn)到豎直狀態(tài)時，求轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力。對桿的作用力。圖圖310