2024届高考物理一轮复习讲义：4.4牛顿运动定律的综合应用

4-4牛顿定律的应用 模型一． 五类斜面（等时圆） 主要用来解决物体在某些光滑斜面上，下滑时间长短问题。 此类为问题属于推导比较类问题，根据斜面性质，结合牛顿力学，运动学进行分析，通常解决v0=0的匀加速运动，其实也属于两类基本问题。 1.等高斜面 2.同底斜面 3.同顶端等时圆 4. 同底端等时圆 5.同双圆等时圆 6.同圆心斜面 模型二． 动力学的图像问题 1.常见的图像种类： v-t图像，a-t图像，F-t图像，F-a图像等。 2．图像问题的分类 常见类型： 3.图像问题的处理思路 处理图像问题的关键在于 1. 提取图像中的信息，包括：物理规律，各物理量涵义（轴点线，斜截面） 2. 找出函数关系。 3. 利用牛顿定律结合运动学公式列式求解。 其中也经常涉及临界问题，尤其是相对滑动的临界 模型三． 利用整体隔离处理连接题问题（质量分配，内力分配法则） 一.整体隔离法 1.模型介绍 连接体：通常是由两个及以上相互关联的物体（叠放，并排，绳杆弹簧连接），构成的系统。 解决问题：通常需要分析整体受外力情况，或者连接体内力大小。 2.模型特点 连接体一般具有相同的加速度或速度（相同运动状态），与平衡类问题的连接体模型不同（整体处于平衡状态）。 3.整体隔离法 a.整体法 把整个连接体系统看作一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解．其优点在于不涉及系统内各物体之间的相互作用力． b.隔离法 把系统中某一物体(或一部分)隔离出来，作为一个单独的研究对象进行受力分析，列方程求解．其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力，容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形． ( 口诀： 先整体，后隔离 整体求加速度，隔离求内力 先少力，后多力 ) 4.处理思路 当物体各部分加速度相同且不涉及相互作用力时用整体法比较简单；若涉及物体间相互作用力时则必须用隔离法． 1.处理加速度相同的连接体问题 a.求内力时，通常已知外力，利用整体法求加速度，再结合隔离法求内力。 b.求外力时，通常已知内力，利用隔离法求加速度，再结合整体法求外力。 2.处理加速度不同的连接体问题 若系统内各个物体的加速度不同，一般采用隔离法．以各个物体分别作为研究对象，对它们分别进行受力分析和运动分析，并注意之间的相互作用力关系，分别列方程联立求解． 二.模型举例 示例1示例2 示例3 示例4 示例5 三.模型升华（内力分配法则） 可以利用质量分配，从新分析以上示例1-5 模型演练1： 模型演练2： 模型四．动力学的临界问题 物体在运动状态发生变化的过程中，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，往往达到某一特定状态，该状态的有关的某些物理量将发生突变，此状态即为临界状态，相应值为临界值。 一．常见的临界状态标志： 若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”、“取值范围”等词语时，一般都有临界状态出现． 二．解题思路与解题方法 1.解题基本思路 (1)认真审题，详细分析问题中变化的过程(包括分析整个过程中有几个阶段)； (2)寻找过程中变化的物理量； (3)探索物理量的变化规律； (4)确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系. 总结：处理临界问题的思路，其实就是根据临界状态（相当于给了临界状态—---往往是内力），通过整体隔离手段，求解外力或者运动情况。还有与之相关的图像类问题，其实也要利用临界结合整体隔离，列方程求解。 2.解题方法 极限法 把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，利用牛顿定律列出极端状态下的方程，联立求结果。 假设法 某些物理过程并不一定有明显的临界状态，可利用假设法，假设出现某种临界状态，利用临界条件，分析此时受力及运动情况，结合牛二列式求解。 数学法 将物理及牛顿定律和临界条件，列出相关数学表达式，根据数学表达式，求极值，解出临界条件。 三．常见的临界类型及临界条件 1.相对静止与滑动的临界（摩擦力的临界） 相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值或为0. 示例1 2.接触与分离的临界 两物体接触与分离的临界条件：物体间内力FN＝0. 1.常规分离问题： 示例1 2.弹簧分离问题： 1.根据接触内力为0的临界，列整体隔离公式。 2．重点分析与弹簧连接的物体。 3.若涉及运动学，需要结合运动学公式，联立求解。 示例1 3．绳子断裂与松弛的临界 绳子断裂或松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是FT＝0. 4．加速度与v的最值临界 最终速度(收尾速度