第3章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用-【金版教程】2023高考物理一轮复习创新方案word（新教材）

第讲　牛顿运动定律的综合应用 物理观念　　连接体问题 1．连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。 2．外力与内力 (1)外力：系统之外的物体对系统的作用力。 (2)内力：系统内各物体间的相互作用力。 3．整体法和隔离法 (1)整体法：把加速度相同的物体看作一个整体来研究的方法。 (2)隔离法：求系统内物体间的相互作用时，把一个物体隔离出来单独研究的方法。 物理观念　　临界极值问题 1．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，即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”，而这些起止点往往对应临界状态。 (3)若题目中有“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)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。 2．四种典型的临界条件 (1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN＝0。 (2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。 (3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是FT＝0。 (4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：速度达到最大的临界条件是a＝0，速度为0的临界条件是a达到最大。 物理观念　　多过程问题 1．多过程问题 很多动力学问题中涉及物体有两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的受力情况和运动情况都发生了变化，这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题。 2．类型 多过程问题可根据涉及物体的多少分为单体多过程问题和多体多过程问题。 3．综合运用牛顿第二定律和运动学知识解决多过程问题的关键 首先明确每个“子过程”所遵守的规律，其次找出它们之间的关联点，然后列出“过程性方程”与“状态性方程”。 一 堵点疏通 1．整体法和隔离法是确定研究对象时常用的方法。(　　) 2．应用牛顿第二定律对整体进行分析时，需要分析内力。(　　) 3．轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等的。(　　) 4．相互接触的物体分离时的临界状态是两者没有共同的加速度。(　　) 答案　1.√　2.×　3.√　4.× 二 对点激活 1.如图所示，A、B两个物体叠放在一起，静止在粗糙水平地面上，B与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，A与B之间的动摩擦因数μ2＝0.2。已知物体A的质量m＝2 kg，物体B的质量M＝3 kg，重力加速度g取10 m/s2。现对物体B施加一个水平向右的恒力F，为使物体A与物体B相对静止，则恒力的最大值是(物体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) A．20 N B．15 N C．10 N D．5 N 答案　B 解析　当F作用在物体B上，A、B恰好不相对滑动时，则A、B间静摩擦力达到最大值，对物体A隔离分析，根据牛顿第二定律有：μ2mg＝ma；对整体，根据牛顿第二定律有：Fmax－μ1(m＋M)g＝(m＋M)a；联立并代入数据解得：Fmax＝15 N，故B正确，A、C、D错误。 2.在探索测定轨道中人造天体的质量的方法过程中做了这样的一个实验：用已知质量为m1的宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄灭)。接触后，开动宇宙飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速，如图所示。推进器的平均推力为F，开动时间为t，测出飞船和火箭组的速度变化是Δv，求火箭组的质量m2。 答案　－m1 解析　根据a＝得，飞船和火箭组的共同加速度为a＝，选取飞船和火箭组整体为研究对象，则F＝(m1＋m2)a，所以m2＝－m1。 考点1　　整体法和隔离法解决连接体问题 [科学思维梳理] 1．连接体的类型 (1)弹簧连接体 (2)物物叠放连接体 (3)物物并排连接体 (4)轻绳连接体 (5)轻杆连接体 2．连接体的运动特点 (1)轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 (2)轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。一般情况下，连接体沿杆方向的分速度相等。 (3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 3．连接体的受力特点 轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向，轻杆的作用力不一定沿杆。 4．处理连接体问题的方法 (1)整体法 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，分析整体受到的合力，应用牛顿