2020高考物理大一輪復習 第8講 牛頓第二定律的應用2課件 新人教版.ppt

考點互動探究 教師備用習題 考點一連接體問題 應用牛頓第二定律求解連接體問題時 正確選取研究對象是解題的關鍵 1 若連接體內各物體具有相同的加速度 且不需要求系統(tǒng)內各物體之間的作用力 則可以把它們看作一個整體 根據牛頓第二定律 已知合外力則可求出加速度 已知加速度則可求出合外力 2 若連接體內各物體的加速度不相同 則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來 應用牛頓第二定律列方程求解 3 若連接體內各物體具有相同的加速度 且需要求物體之間的作用力 則可以先用整體法求出加速度 然后再用隔離法選取合適的研究對象 應用牛頓第二定律求作用力 即 先整體求加速度 后隔離求內力 例1a b兩物體的質量分別為m1 m2 由輕質彈簧相連 如圖8 1所示 當用大小為F的恒力豎直向上拉著a 使a b一起向上做勻加速直線運動時 彈簧伸長量為x1 當用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a 使a b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運動時 彈簧伸長量為x2 下列說法正確的是 A x1一定等于x2B x1一定大于x2C 若m1 m2 則x1 x2D 若m1 m2 則x1 x2 圖8 1 答案 A 變式題 多選 如圖8 2所示 水平地面上兩個完全相同的物體A和B緊靠在一起 在水平推力F的作用下 A和B一起運動 用FAB表示A B間的作用力 下列說法正確的是 A 若地面光滑 則FAB FB 若地面光滑 則FAB 0 5FC 若地面與物體間的動摩擦因數為 則FAB FD 若地面與物體間的動摩擦因數為 則FAB 0 5F 圖8 2 答案 BD 例2 多選 2018 湛江二模 如圖8 3所示 a b c為三個質量均為m的物塊 物塊a b通過水平輕繩相連后放在水平面上 物塊c放在b上 現用水平拉力F作用于物塊a 使三個物塊一起水平向右勻速運動 各接觸面間的動摩擦因數均為 重力加速度大小為g 下列說法正確的是 A 該水平拉力大于輕繩的彈力B 物塊c受到的摩擦力大小為 mgC 當該水平拉力F增大為原來的1 5倍時 物塊c受到的摩擦力大小為0 5 mgD 剪斷輕繩后 在物塊b向右運動的過程中 物塊c受到的摩擦力大小為 mg 圖8 3 變式題 多選 2018 武漢模擬 如圖8 4所示 質量均為M的物塊A B疊放在光滑水平桌面上 質量為m的物塊C用跨過輕質光滑定滑輪的輕繩與B連接 且輕繩從滑輪到B的部分與桌面平行 A B之間的動摩擦因數為 設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 重力加速度大小為g 下列說法正確的是 圖8 4 答案 AC 要點總結 求解連接體內部物體之間的作用力時 一般選受力較少的隔離體為研究對象 求解具有相同的加速度的連接體所受的外部作用力或加速度時 一般選取系統(tǒng)整體為研究對象 大多數連接體問題中需要整體法和隔離法交替使用 考點二瞬時類問題 1 兩種基本模型的特點 1 輕繩不需要形變恢復時間 在瞬時問題中 其彈力可以突變 成為零或者別的值 2 輕彈簧 或者橡皮繩 需要較長的形變恢復時間 在瞬時問題中 當它兩端始終有連接物時其彈力不能突變 大小和方向均不變 2 基本方法 1 選取研究對象 一個物體或幾個物體組成的系統(tǒng) 2 先分析剪斷繩 或彈簧 或撤去支撐面之前物體的受力情況 由平衡條件求相關力 3 再分析剪斷繩 或彈簧 或撤去支撐面瞬間物體的受力情況 由牛頓第二定律列方程求瞬時加速度 例3在如圖8 5所示的裝置中 小球在水平細繩OA和與豎直方向成 角的彈簧OB作用下處于靜止狀態(tài) 若將繩子OA剪斷 求剪斷瞬間小球的加速度大小和方向 重力加速度為g 圖8 5 答案 gtan 方向水平向右 圖8 6 答案 BC 例4 多選 如圖8 7所示 物塊a b和c的質量相同 a和b b和c之間用完全相同的輕彈簧S1和S2相連 通過系在a上的細線懸掛于固定點O 整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 將細線剪斷瞬間 物塊a的加速度的大小為a1 S1和S2相對于原長的伸長量分別為 l1和 l2 重力加速度大小為g 則 A a1 3gB a1 0C l1 2 l2D l1 l2 圖8 7 答案 AC 變式題 多選 如圖8 8所示 傾角為 的光滑斜面固定在地面上 A B C三球的質量均為m 輕質彈簧一端固定在斜面頂端 另一端與A球相連 A B間固定一個輕桿 B C間由一輕質細線連接 彈簧 輕桿與細線均平行于斜面 初始時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài) 在細線被燒斷的瞬間 下列說法正確的是 重力加速度為g A B球的受力情況未變 加速度為零B A B兩個小球的加速度均沿斜面向上 大小均為gsin C A B之間桿的拉力大小為3 2mgsin D C球的加速度沿斜面向下 大小為gsin 圖8 8 答案 CD 考點三臨界 極值類問題 1 臨界 極值條件的標志 1 有些題目中有 剛好 恰好 正好 等字眼 明顯表明題述的過程存在著臨界點 2 若題目中有 最大 最小 至多 至少 等字眼 表明題述的過程存在著極值 這個極值點往往是臨界點 2 四種 典型臨界條件 1 接觸與脫離的臨界條件 兩物體相接觸或脫離 臨界條件是彈力FN 0 2 相對滑動的臨界條件 兩物體相接觸且相對靜止時 常存在著靜摩擦力 則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值 3 繩子斷裂與松弛的臨界條件 繩子所能承受的張力是有限度的 繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力 繩子松弛的臨界條件是張力T 0 4 加速度變化時 速度達到最值的臨界條件 加速度變?yōu)? 例5如圖8 9所示 質量m 2kg的小球用細繩拴在傾角 37 的光滑斜面體的斜面上 此時細繩平行于斜面 g取10m s2 下列說法正確的是 A 當斜面體以5m s2的加速度向右加速運動時 繩子拉力為20NB 當斜面體以5m s2的加速度向右加速運動時 繩子拉力為30NC 當斜面體以20m s2的加速度向右加速運動時 繩子拉力為40ND 當斜面體以20m s2的加速度向右加速運動時 繩子拉力為60N 圖8 9 答案 A 變式題1如圖8 10所示 質量為m 1kg的物塊放在傾角為 37 的斜面體上 斜面體質量為M 2kg 斜面與物塊間的動摩擦因數為 0 2 地面光滑 現對斜面體施加一水平推力F 要使物塊相對斜面靜止 試確定推力F的取值范圍 設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 圖8 10 變式題2如圖8 11所示 光滑水平面上放置質量分別為m 2m和3m的三個木塊 其中質量為2m和3m的兩木塊間用一不可伸長的輕繩相連 輕繩能承受的最大拉力為T 現用水平拉力F拉質量為3m的木塊 使三個木塊以同一加速度運動 則以下說法正確的是 A 質量為2m的木塊受到四個力的作用B 當F逐漸增大到T時 輕繩剛好被拉斷C 當F逐漸增大到1 5T時 輕繩還不會被拉斷D 輕繩剛要被拉斷時 質量為m和2m的兩木塊間的摩擦力為2 3T 圖8 11 1 如圖所示 質量分別為m和M的兩長方體物塊P和Q疊放在傾角為 的固定斜面上 P Q間的動摩擦因數為 1 Q與斜面間的動摩擦因數為 2 重力加速度為g 當兩物塊由靜止釋放沿斜面滑下時 它們始終保持相對靜止 則物塊P對Q的摩擦力為 A 1mgcos 方向平行于斜面向上B 2mgcos 方向平行于斜面向下C 2mgcos 方向平行于斜面向上D 1mgcos 方向平行于斜面向下 答案 B 答案 C 3 多選 如圖所示 一物塊置于水平桌面上 一端系于物塊的輕繩平行于桌面繞過光滑的輕質定滑輪 另一端系一質量為M的桿 桿自然下垂 桿上套有質量為m m M 的小環(huán) 重力加速度大小為g 當小環(huán)以加速度a沿桿加速下滑時 物塊仍保持靜止 則物塊受到桌面的摩擦力可能為 A MgB M m gC M m g MaD M m g ma 答案 AD 5 如圖所示 固定在水平面上的斜面傾角 37 長方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子 質量m 1 5kg的小球B通過一細線與小釘子相連接 細線與斜面垂直 木塊與斜面間的動摩擦因數 0 50 現將木塊由靜止釋放 木塊將沿斜面下滑 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 木塊下滑的加速度大小 2 在木塊下滑的過程中小球對木塊MN面的壓力大小 答案 1 2m s2 2 6 0N 2 以小球為研究對象 設MN面對小球的支持力為FN 根據牛頓第二定律有mgsin FN ma解得FN 6 0N根據牛頓第三定律 小球對MN面的壓力大小為6 0N 6 有一個推礦泉水瓶的游戲節(jié)目 規(guī)則是 選手們從起點開始用力推瓶一段時間后 放手讓瓶向前滑動 若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內 視為成功 若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內或在滑行過程中倒下 均視為失敗 其簡化模型如圖所示 AC是長度為L1 5m的水平桌面 選手們可將瓶子放在A點 從A點開始用一恒定的水平推力推瓶 BC為有效區(qū)域 已知BC長度L2 1m 瓶子質量m 0 5kg 瓶子與桌面間的動摩擦因數 0 4 某選手作用在瓶子上的水平推力F 20N 瓶子沿AC做直線運動 假設瓶子可視為質點 g取10m s2 該選手要想游戲獲得成功 則 1 推力作用在瓶子上的時間最長不得超過多少 2 推力作用在瓶子上的距離最小為多少 7 如圖所示 物體A B用細線連接繞過定滑輪 從滑輪到A的細線與平臺平行 物體C中央有開口 C放在B上 固定擋板D中央有孔 物體B可以穿過它而物體C會被擋住 物體A B C的質量分別為mA 0 80kg mB mC 0 10kg 物體B C一起從靜止開始下降H1 0 50m后 C被固定擋板D截住 B繼續(xù)下降H2 0 30m后停止 求物體A與平臺間的動摩擦因數 g取10m s2 8 如圖甲所示 光滑水平面上的O處有一質量為m 2kg的物體 物體同時受到兩個水平力的作用 F1 4N 方向向右 F2的方向向左 物體從靜止開始運動 從此時開始計時 F2的大小隨時間變化的關系圖像如圖乙所示 1 當t 0 5s時 求物體的加速度大小 2 在t 0至t 2s內 何時物體的加速度最大 最大值為多少 3 在t 0至t 2s內 何時物體的速度最大 最大值為多少