第3章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用（一）（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（江苏专版）

第三章 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的综合应用（一） 开始 1 01 02 03 (一) 动力学中的图像问题 (二) 动力学中的连接体问题 (三) 动力学中的临界极值问题 2 (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)已知物体的速度、加速度随时间变化的图像，求解物体的受力情况。 (2)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。 (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。 续表 [考法全训] 考法1　由运动图像分析物体的受力情况 1.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是 (　 ) A．0～t1时间内，v增大，FN＞mg B．t1～t2时间内，v减小，FN＜mg C．t2～t3时间内，v增大，FN＜mg D．t2～t3时间内，v减小，FN＞mg 答案：D　 解析：根据位移—时间图像的斜率表示速度可知，0～t1时间内，图像斜率增大，速度v增大，加速度方向向下，由牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，所受的支持力FN＜mg，A错误；t1～t2时间内，图像斜率不变，速度v不变，加速度为零，乘客所受的支持力FN＝mg，B错误；t2～t3时间内，图像斜率减小，速度v减小，加速度方向向上，由牛顿运动定律可知乘客处于超重状态，所受的支持力FN＞mg，C错误，D正确。 考法2　由力的图像分析物体的运动情况 2．如图所示，水平面上有质量m＝1.0 kg的静止物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小，取重力加速度g＝10 m/s2。下列判断正确的是 (　 ) A．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 B．5 s内拉力对物块做的功为0 C．4 s末物块所受合力大小为4.0 N D．6～9 s内物块的加速度的大小为2.0 m/s2 答案：D　 解析：从题图可知，物块开始滑动后，物块所受滑动摩擦力为3 N，依题意有μmg＝3 N，解得μ＝0.3，故A错误；从题图可知，物块前四秒静止，第5秒开始拉力大于摩擦力，物块开始加速运动，则根据功的定义，可知第5秒内拉力对物块做正功，所以5 s内拉力对物块做的功不为0，故B错误；由题图可知，竖直方向上重力与支持力平衡；水平方向上，物块在4 s末受水平拉力为4 N、与之等大反向的最大摩擦力，则物块所受合力为0，故C错误；从题图可知，在6～9 s内，物块受到水平拉力与滑动摩擦力恒定，则有F合＝F－f＝2 N＝ma，解得a＝2 m/s2，故D正确。 考法3　由已知条件确定某物理量的图像 3．(2023·青岛高三调研)某科学家研究球体在液体中下落时， 发现了液体对球的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有 关，有F＝6πηrv，其中物理量η为液体的粘滞系数，它与液体的 种类及温度有关，如图所示，将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖 麻油的足够深量筒中，下列描绘钢珠在下沉过程中加速度大小与时间关系图像可能正确的是 (　 ) 答案：D　 (二) 动力学中的连接体问题  1．整体法的选取原则及解题步骤 (1)当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法。 (2)运用整体法解题的基本步骤： 2．隔离法的选取原则及解题步骤 (1)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法。 (2)运用隔离法解题的基本步骤： 第一步 明确研究对象及运动过程、状态 第二步 将某个研究对象的某段运动过程或某个状态从全过程或系统中隔离出来 第三步 画出某状态下的受力图或运动过程示意图 第四步 选用适当的物理规律列方程求解 [考法全训] 考法(一)　加速度相同的连接体问题 [例1]　如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时，弹簧的伸长量