第3章 第2讲 第2课时 综合深化学习——动力学中的四类典型问题（课件PPT）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第2课时　综合深化学习—动力学中的四类典型问题 动力学中的图像问题、连接体问题、临界极值问题及多过程问题属于牛顿运动定律的综合应用问题，这类问题常和生活中的实际情境相结合。这类题目物理情境较新颖，抽象出物理模型的难度较大，学生常因为计算失误而丢分。常用方法有：整体法和隔离法，数图转换法、临界极值法、控制变量法。选择题中等偏易，计算题则趋向中等偏难，过程复杂，计算量大，需优选解决动力学问题的方法。 类型(一)　动力学中的图像问题 图像 v-­t图像、a-­t图像、F­-t图像、F­-a图像等 三种类型 (1)已知物体受到的力随时间变化的图像，求解物体的运动情况。 (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图像，求解物体的受力情况。 (3)由已知条件确定某物理量的变化图像。 解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系，要注意区分是哪一种动力学图像。 (2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公 式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。 破题关键 (1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点。 (2)注意图像中的一些特殊点所表示的物理意义：图像与横、纵坐标的交点，图像的转折点，两图像的交点等。 (3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图像中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点。 [典例]　(多选)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＝4 s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10 m/s2。由题给数据可 以得出 ( 　 ) 3 A．木板的质量为1 kg B．2～4 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 [解题指导]　 (1)由v­-t图像可以确定物体在各个时间段的加速度。 (2)木板除受拉力F以外，还受到物块的摩擦力。 (3)根据f-­t图像判断物块与木板间的摩擦力性质。 [答案]　AB [规律方法]　动力学图像问题的求解思路 [针对训练] v­-t图像 1．(2023·延安模拟)(多选)古代人们常用夯锤(如图甲)将地砸实，打夯时四个劳动者每人分别握住夯锤的一个把手，一个人喊号，号声一响，四人同时用相同的力将地上质量为90 kg的夯锤竖直向上提起；号音一落，四人同时松手，夯锤落下将地面砸实。以竖直向上为正方向，若某次打夯过程松手前夯锤运动的v­-t图像如图乙所示。不计空气阻力，g取10 m/s2，则 ( 　 ) 答案：BC　 a­-F图像 2．(多选)如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示。根据图乙中所标出的数据可计算出(g取10 m/s2) ( 　 ) A．物体的质量为1 kg B．物体的质量为2 kg C．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 解析： 物体的受力如图所示，在7 N时运动状态发生变化，由牛 顿第二定律得F－Ff＝ma，代入图乙中F1＝7 N和F2＝14 N及对 应的加速度a1＝0.5 m/s2和a2＝4 m/s2，解得m＝2 kg，Ff＝6 N，A错误，B正确；又由Ff＝μFN＝μmg则μ＝0.3，C正确，D错误。 答案：BC 由运动情况确定物理量的变化图像 3．(2022·广东高考)如图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员 从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中， 在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失，不计摩擦力和 空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是 (　 ) 答案：C　 类型(二)　动力学中的连接体问题 1．连接体的类型 弹簧连接体 物物叠放连接体 轻绳连接体 轻杆连接体 2．连接体的运动特点 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 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 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 [答案]　C 答案：C　 题型(二)　加速度不同的连接体问题 [例2]　 如图所示，可看作质点的两物块A、B的质量