课时4.5 牛顿运动定律的应用-2023-2024学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第一册）

第四章 牛顿运动定律 课时4.5 牛顿运动定律的应用 1. 培养正确分析物体的受力情况和运动情况的能力。 2. 能够准确掌握动力学两类问题的解题思路和方法。 3. 学会应用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题。 一、从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来。 2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 二、从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律求出力。 考点一 对瞬时性问题的分析 1.两类模型： (1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。 (2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变。 2．受力条件变化时瞬时加速度的求解思路： (1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；若处于变速状态则利用牛顿运动定律)。 (2)分析当状态变化时(烧断细绳、剪短弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力、发生在被撤去物体接触面上的弹力都立即消失)。 (3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律求出瞬时加速度。 考点二 动力学的图像问题 1.常见的图像形式 在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(x ­t图像)、速度图像(v­t图像)和力的图像(F­t图像)等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹。 2．图像问题的分析方法 遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。 考点三 动力学的连接体问题 1.连接体：两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体。例如，几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、弹簧、细杆等连在一起。 2．处理连接体问题的方法 (1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法。不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力。 (2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法。此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时要特别注意。 (3)整体法与隔离法的选用：求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法；如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法。求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交叉运用。 3．连接体中的两类临界问题 (1)两物体分离的临界条件：两物体由相接触到将分离的临界条件是弹力FN＝0且二者的加速度、速度均相同。 (2)相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值或为零。 4．运用隔离法解题的基本步骤 (1)明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象。选择原则：一要包含待求量，二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少。 (2)将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来。 (3)对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图。 (4)寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解。 基础过关练 题组一　从受力确定运动情况 1.(2023广东阳江期末)如图所示，质量为m=1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.3，当物体运动的速度为v0=10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反、大小为2 N的恒力F，在此恒力F作用下(重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　) A.物体经10 s速度减为零 B.物体经4 s速度减为零 C.物体的速度减为零后将保持静止 D.物体的速度减为零后将向右运动 2.(2023江苏苏州吴江月考)在交通事故的分析中，刹车线的长度是重要的分析指标之一(刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹)。在某次交通事故中，汽车刹车线的长度为12 m，假设汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.6(重力加速度g取10 m/s2)，则汽车开始刹车时的速度大小为 (　　) A.6 m/s　　　B.12 m/s C.16 m/s　　　D.20 m/s 3.(2023江苏无锡期末)元宵节期间人们燃放美丽的烟花以庆祝中华民族的传统节日。按照设计，某种型号的装有烟