第四章 专题提升6 牛顿运动定律的综合应用-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习教学课件ppt（新教材，粤教版）

专题提升6　牛顿运动定律的综合应用 [定位·学习目标] 1.通过结合图像分析解决动力学问题,形成数形结合的科学思维. 2.通过分析和处理连接体中有关的临界问题,认识临界问题的特点并形成科学思维. 3.通过运用动力学方法分析处理物体多过程问题,形成科学思维并培养建模能力. 突破·关键能力 检测·学习效果 突破·关键能力 物理 类型一　动力学中的图像问题 1.常见的四类动力学图像及解题办法 v-t 图像 根据图像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 图像 首先要根据具体的物理情境,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像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量 突破·关键能力 检测·学习效果 a-t 图像 要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程 F-t 图像 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 突破·关键能力 检测·学习效果 2.解题策略 (1)问题的实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像的斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义. (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. 突破·关键能力 检测·学习效果 [例1] 斜面上的物体受到平行于斜面向下的拉力F的作用,力F随时间变化的图像及物体运动的 v-t 图像分别如图甲、乙所示.由图像中的信息能够求出的量或可以确定的关系是(g取10 m/s2)(　 　) A.物体的质量m B.物体与斜面间的动摩擦因数μ C.μ<tan θ D.斜面的倾角θ √ 突破·关键能力 检测·学习效果 突破·关键能力 检测·学习效果 解决图像综合问题的关键 (1)把图像与具体的题意、情境结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程. (2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义. 突破·关键能力 检测·学习效果 [对点训练1] (多选)公安机关使用无人机对城区主要街道巡控、管理和宣传.一架无人机的质量为2 kg,从地面由静止开始竖直向上运动,一段时间后关闭动力,其v-t图像如图所示,运动过程中空气阻力大小恒定,g取 10 m/s2,下列判断正确的是(　 　) A.无人机上升的最大高度为24 m B.3～4 s内无人机在下降 C.无人机的升力大小为16 N D.无人机所受阻力大小为4 N √ √ 突破·关键能力 检测·学习效果 突破·关键能力 检测·学习效果 类型二　动力学中的临界问题 1.临界问题 在运用牛顿运动定律解决动力学问题时,常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分离等,这类问题就是临界问题. 2.解题关键 解决临界问题的关键是分析临界状态. 突破·关键能力 检测·学习效果 3.解决临界问题的一般方法 (1)极限法:题设中若出现“最大”“最小”“刚好”等这类词语时,一般就隐含着临界问题,解决这类问题时,常常是把物理问题(或物理过程)引向极端,进而使临界条件或临界点暴露出来,达到快速解决有关问题的目的. (2)假设法:有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题,也可能不会出现临界问题,解答这类问题,一般要用假设法. (3)数学推理法:根据分析的物理过程列出相应的数学表达式,然后由数学表达式讨论出临界条件. 突破·关键能力 检测·学习效果 [例2] 如图所示,细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球.(重力加速度为g) (1)当滑块至少以多大的加速度向右运动时,细线对小球的拉力刚好等于零? 答案:(1)g 突破·关键能力 检测·学习效果 解析:(1)对小球受力分析,小球受重力mg、细线的拉力T和斜面的支持力FN的作用,如图甲所示.当T=0时,有 FNcos 45°=mg, FNsin 45°=ma, 解得a=g, 故当向右的加速度为g时,细线上的拉力为0. 突破·关键能力 检测·学习效果 (2)当滑块至少以多大的加速度a1向左运动时,小球对滑块的压力等于零? 答案:(2)g 突破·关键能力 检测·学习效果 突破·关键能力 检测·学习效果 (3)当滑块以a′=2g的加速度向左运动时,细线中的拉力为多大? 突破·关键能力 检测·学习效果 常见的临界条件 (1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离的临界条件是弹力FN=0. (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为静摩擦力达到最大值. 突破·关键能力