第三章 专题探究(三) 牛顿运动定律的综合应用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

专题探究(三)　牛顿运动定律的综合应用 考向一　动力学中的图象问题 1.常见的四类动力学图象及解题办法 v-t图象 根据图象的斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二定律求解合力 F-a图象 对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图象,明确图象的斜率、截距的意义,从而求出未知量 a-t图象 要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程 F-t图象 要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质 2.解题策略 命题点1　常见的图象问题 [例1] (2019·全国Ⅲ卷,20)(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g=10 m/s2。由题给数据可以得出(　 　) 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 AB [跟踪训练1] (2022·山东等级考模拟)(多选)如图所示,某人从距水面一定高度的平台上做蹦极运动。劲度系数为k的弹性绳一端固定在人身上,另一端固定在平台上。人从静止开始竖直跳下,在其到达水面前速度减为零。运动过程中,弹性绳始终处于弹性限度内。取与平台同高度的O点为坐标原点,以竖直向下为y轴正方向,忽略空气阻力,人可视为质点。从跳下至第一次到达最低点的运动过程中,用v、a、t分别表示人的速度、加速度和下落时间。下列描述v与t、a与y的关系图象可能正确的是(　 　) AD 命题点2　图象信息的应用 [例2] (2022·四川石室中学三模)如图甲所示,一物块从倾角为θ的斜面底端以初速度v0沿足够长的斜面上滑,其运动的速度—时间图象如图乙所示,2t0时刻速度减为零,5t0时刻回到出发点。则下列说法正确的是(　 　) C 解决图象综合问题的三点提醒 (1)分清图象的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图象所反映的物理过程,会分析临界点。 (2)注意图象中特殊点的物理意义:图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折 点,两图线的交点等。 (3)明确从图象中获得的信息:把图象与具体的题意、情境结合起来,再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义,确定从图象中可以获取的信息。 [跟踪训练2] (多选)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度—位移”图象。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图象信息,下列说法正确的是(　 　) A.弹性绳原长为15 m B.当运动员下降10 m时,处于失重状态 C.当运动员下降15 m时,弹性绳的弹性势能最大 D.当运动员下降20 m时,其加速度方向竖直向上 BD 解析:根据题意可判断,弹性绳伸长到原长前,可视为自由落体运动,加速度 为g,之后运动员先做加速度逐渐减小的加速运动,当s=15 m时,运动员速度最大,此时弹性绳弹力与运动员重力相等,之后弹性绳弹力大于运动员重力,运动员做加速度逐渐增大的减速运动,直到速度为0,此时弹性绳的弹性势能最大,故A、C错误;当运动员下降10 m时,加速度方向竖直向下,处于失重状态,当运动员下降20 m时,运动员做减速运动,加速度方向竖直向上,故B、D正确。 考向二　动力学中的连接体问题 常见连接体类型与特点 类型 图示 特点 弹簧连接体 在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变量最大时,两端连接体的速率相等 叠放连接体 两物体不脱离接触,在垂直接触面方向的分速度总是相等 轻绳连接体 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 轻杆连接体 轻杆平动时,连接体具有相等的平动速度;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 命题点1　弹簧连接体 BC 力的“分配” 两物块在力F作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,如图 所示。 D 命题点2　轻绳(杆)连接体 [例2] (2021·海南卷,7)如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相 连,开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为mP=0.5 kg、mQ=0.2 kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。则推力F的大小为