发布时间 : 星期三 文章2021新高考2版物理一轮教师用书：第三章第3讲 牛顿运动定律的综合应用 Word版含答案更新完毕开始阅读72f73f7a6beae009581b6bd97f1922791788be68
第3讲 牛顿运动定律的综合应用
一、牛顿运动定律的应用
1.整体法:当连接体内(即系统内)各物体的① 加速度 相同时,可以把系统内的所有物体看成一个② 整体 ,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对③ 整体 列方程求解的方法。
2.隔离法:当求系统内物体间④ 相互作用的内力 时,常把某个物体从系统中⑤ 隔离 出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对⑥ 隔离 出来的物体列方程求解的方法。
3.外力和内力
(1)外力:系统外的物体对⑦ 研究对象 的作用力。 (2)内力:系统内⑧ 物体间 的作用力。 二、临界或极值条件的标志
1.有些问题中有“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对应临界状态;
3.若有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点;
4.若要求“最终加速度”“稳定加速度”等,即求收尾加速度或收尾速度。
1.判断下列说法对错。
(1)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。( √ ) (2)应用牛顿运动定律进行整体分析时,可以分析内力。( ? ) (3)分析物体间相互作用时,要用隔离法。( √ )
(4)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。( √ )
2.(多选)如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )
A.减小A物块的质量
B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ D.增大动摩擦因数μ 答案 AB
3.如图所示,物块A放在木板B上,A、B的质量均为m,A、B之间的动摩擦因数为μ,B与地面之间的动摩擦因数为3。若将水平力作用在A上,使A刚好要相对B滑动,此时A的加速度为a1;若将水平力作用在B上,使B刚好要相对A滑动,此时B的加速度为a2,则a1与a2的比为( )
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A.1∶1 B.2∶3 C.1∶3 D.3∶2 答案 C
考点一 动力学观点在连接体中的应用
1.多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起,构成的物体系统称为连接体。常见的连接体如图所示: 弹簧连接体
物物叠放
连接体
轻绳连接体
轻杆连接体
2.连接体问题的分析方法
适用条件
系统内各物体保持相对静
整体法 止,即各物体具有相同的加
速度
注意事项
优点
只分析系统外力,不分析系统内各便于求解系统受到的外物体间的相互作用力
力
(1)系统内各物体加速度不(1)求系统内各物体间的相互作用
隔离法
相同
力时,可先用整体法,再用隔离法 便于求解系统内各物体
(2)要求计算系统内物体间(2)加速度大小相同,方向不同的连间的相互作用力 的相互作用力
接体,应采用隔离法分析
例 如图所示,质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上,其上放置质量为m1的物块A,A通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M的物块C连接。释放C,A和B一起以加速度a从静止开始运动,已知A、B间动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则细线中的拉力大小为( )
A.Mg B.Mg+Ma
C.(m1+m2)a D.m1a+μm1g
答案 C 以C为研究对象,有Mg-T=Ma,解得T=Mg-Ma,故A、B错误;以A、B整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知T=(m1+m2)a,故C正确;A、B间为静摩擦力,根据牛顿第二定律,对B可知f=m2a,对A可知T-f'=m1a,f=f',联立解得T=(m1+m2)a,故D错误。
考向1 加速度相同的连接体问题
1.如图所示,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,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θ角,细线的拉力为F1。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θ角,细线的拉力为F1'。则( )
A.a'=a,F1'=F1 B.a'>a,F1'=F1 C.a'
答案 B 当用力F水平向右拉小球时,以小球为研究对象 竖直方向有F1 cos θ=mg① 水平方向有F-F1 sin θ=ma 以整体为研究对象有F=(m+M)a 解得a=??g tan θ②
当用力F'水平向左拉小车时,以小球为研究对象 竖直方向有F1' cos θ=mg③ 水平方向有F1' sin θ=ma' 解得a'=g tan θ④
结合两种情况,由①③式有F1=F1';由②④式并结合M>m有a'>a。故正确选项为B。
考向2 加速度不同的连接体问题
2.一个弹簧测力计放在水平地面上,Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘,P为一重物,已知P的质量M=10.5 kg,Q的质量m=1.5 kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=800
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