3.3动力学的两类基本问题-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024高考物理一轮复习100考点100讲 第三章 牛顿运动定律 第3.3讲 　动力学的两类基本问题 【知识点精讲】 1．已知受力情况求物体的运动情况； 由受力情况判断物体的运动情况，处理这类问题的基本思路是先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移等。 2．已知运动情况求物体的受力情况。 由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四边形定则)或正交分解法。 3．动力学的两类基本问题 运用牛顿运动定律研究力和运动的关系包括两类基本问题，分析思路如下。 说明：解决两类基本问题的方法：以加速度为桥梁，由牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。 【方法归纳】 一　动力学两类问题的解题步骤 1．明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体。 2．分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程。 3．明确问题性质：由运动求力，需先用运动学公式求出加速度，然后根据受力分析结合牛顿第二定律求力；由受力求运动，需先根据受力分析求出加速度，然后根据运动学公式求位移或速度。 题后反思 (1)解决动力学两类问题的关键点 (2)解决动力学问题时的处理方法 ①合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”．即F合＝ma ②正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”．即 二　多过程问题的处理方法 1．将复杂物理过程分解为几个子过程。 2．分析每一个子过程中物体受力情况、运动情况、约束条件。 3．注意子过程之间的联系，可以从时间、位移、速度等方面寻找。 4．注意画好受力分析图和运动示意图。 【方法总结】 1．解决两类动力学基本问题应把握的关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； (2)一个桥梁——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。 2．解决动力学基本问题时对力的处理方法 (1)合成法——在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”； (2)正交分解法——若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”。 【典例分析】 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一．如图所示为小明妈妈正与小明在冰上做游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05.在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行．(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求： (1)冰车的最大速率． (2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小． [教你解决问题] 【名师解析】： (1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1① vm＝a1t② 由①②得vm＝5 m/s. (2)冰车匀加速运动过程中有 x1＝a1t2③ 冰车自由滑行时有μmg＝ma2④ ＝2a2x2⑤ 又x＝x1＋x2⑥ 由③④⑤⑥得x＝50 m 【最新高考题精练】 1.（2019全国理综III卷20）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s 时撤去外力。细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s2。由题给数据可以得出 A．木板的质量为1 kg B．2 s~4 s内，力F的大小为0.4 N C．0~2 s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 2.（2018高考全国理综I·15）如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是 A． B． C． D． 3（2012·上海物理）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的大小。 4（2012·安徽理综第22题） 质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为f，取=10 m/s2, 求： （1）弹性球受到的空