专题2第1讲 动力学观点在力学中的应用(教师用书)-【成功方案】2023年高考物理艺术生文化课总复习

第1讲　动力学观点在力学中的应用 1．物体或带电体做匀变速直线运动的条件是：__物体或带电体所受合力为恒力，且与速度方向共线__。 2．匀变速直线运动的基本规律： 速度公式：v＝__v0＋at__。 位移公式：x＝　v0t＋at2　。 速度和位移公式的推论：__v2－v＝2ax__。 中间时刻的瞬时速度：v＝＝　　。 任意两个连续相等的时间内的位移之差是一个恒量，即Δx＝xn＋1－xn＝a·(Δt)2。 3．速度—时间关系图线的斜率表示物体运动的__加速度__，图线与时间轴所包围的面积表示物体运动的__位移__。匀变速直线运动的v－t图象是一条__倾斜直线__。 4．位移—时间关系图线的斜率表示物体的__速度__。 5．超重或失重时，物体的重力并未发生变化，只是物体对支持物的__压力__(或对悬挂物的__拉力__)发生了变化。 物体发生超重或失重现象与物体的运动方向__无关__，只决定于物体的__加速度__方向。当a有竖直向上的分量时，__超重__；当a有竖直向下的分量时，__失重__；当a＝g且竖直向下时，__完全失重__。 【规律方法】 1．动力学的两类基本问题的处理思路 2．解决动力学问题的常用方法 (1)整体法与隔离法。 (2)正交分解法：一般沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解，有时根据情况也可以把加速度进行正交分解。 (3)逆向思维法：把运动过程的末状态作为初状态的反向研究问题的方法，一般用于匀减速直线运动且末速度为零问题，比如刹车问题、竖直上抛运动的问题。 高考题型1　动力学基本问题分析 【例1】　(多选)如图甲所示，质量m＝1 kg、初速度v0＝6 m/s的物块受水平向左的恒力F作用，在粗糙的水平地面上从O点开始向右运动，O点为坐标原点，整个运动过程中物块速率的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g＝10 m/s2，下列说法中正确的是 (　　) A．t＝2 s时物块速度为零 B．t＝3 s时物块回到O点 C．恒力F大小为2 N D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.1 【答案】　ACD 【解析】　物块做匀减速直线运动的加速度大小为：a1＝＝ m/s2＝3 m/s2， 物块做匀减速直线运动的时间为：t1＝＝2 s，故A正确；匀加速直线运动的加速度大小为：a2＝＝ m/s2＝1 m/s2，反向加速到出发点的时间t′＝＝ s＝2 s，故B错误；根据牛顿第二定律得：F＋Ff＝ma1，F－Ff＝ma2，联立两式解得：F＝2 N，Ff＝1 N，则动摩擦因数为：μ＝＝0.1，故C、D正确。 【技巧点拨】 1．瞬时问题要注意绳、杆弹力和弹簧弹力的区别，前者能突变而后者不能。 2．连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件，交替使用隔离法与整体法。 3．两类动力学基本问题的解决关键是运动分析、受力分析。充分利用加速度“桥梁”作用。 1. 如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将(　　) A．逐渐增大　　　　　　　 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】　D 【解析】　设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知＝gsin θt2可得t2＝ 可知θ＝45°时，t 有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。 故选D。 2．如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，一轻绳跨过斜面顶端的光滑轻质定滑轮，绳两端分别连接小物块A和B，保持A的质量不变，改变B的质量m，当B的质量连续改变时，得到A的加速度a随B的质量m变化的图线，如图乙所示(a1、a2、m0未知)，设加速度沿斜面向上的方向为正方向，空气阻力不计，重力加速度为g，斜面的倾角为θ，下列说法正确的是 (　　) A．若θ已知，可求出A的质量 B．若θ已知，可求出乙图中m0的值 C．若θ未知，可求出乙图中a2的值 D．若θ未知，可求出乙图中a1的值 【答案】　D 【解析】　根据牛顿第二定律对B受力分析得：mg－F＝ma① 对A得：F－mAgsin θ＝mAa② 联立①②得a＝③ 若θ已知，由③知，不能求出A的质量mA，故A错误。 当a＝0时，由③式得，m0＝mAsin θ，mA未知，m0不能求出，故B错误。 由③式得，m＝0时，a2＝－gsin θ，故C错误。由③式变形得a＝。当m→∞时，a1＝g，故D正确。 高考题型2　应用动力学方法分析传送带问题 【例2】　某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB＝4 m，倾斜传送