专题03 牛顿运动定律的综合应用-2019年高考物理必考经典专题集锦

考点分类：考点分类见下表 考点内容 常见题型及要求 　超重与失重 选择题较多 应用整体法与隔离法处理连接体问题 选择题、计算题 动力学中的图像问题 选择题、计算题 动力学中的临界与极值问题 选择题、计算题 考点一　　平衡条件的应用 1.物体的超、失重 2.判断超重和失重现象的三个技巧 [来源:学科网] (1)从受力的角度判断 当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态. (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态. (3)从速度变化角度判断 ①物体向上加速或向下减速时,超重. ②物体向下加速或向上减速时,失重. 3.超重和失重现象的两点说明 (1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变. (2)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g的加速度效果,不再有其他效果.此时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如物体悬浮空中、天平失效、液体不再产生压强和浮力、“天宫二号”中的航天员躺着和站着睡觉一样舒服等. 考点二　应用整体法与隔离法处理连接体问题 1.方法选取 (1)整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,则可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量). (2)隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内各物体之间的作用力,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解. (3)整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以选用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度,后隔离求内力”. 2.连接体问题的具体类型 (1)通过滑轮和绳的连接体问题:若要求绳的拉力,绳跨过定滑轮,连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同,故采用隔离法. (2)水平面上的连接体问题:这类问题一般多是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般整体法、隔离法交替应用. (3)斜面体及其上面物体组成的系统的问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,解题时一般采用隔离法分析;若物体随斜面体共同加速运动,一般整体法、隔离法交替应用. 考点三　动力学中的图像问题 1.常见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外力 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[来源:Z+xx+k.Com] 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 2.解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像斜率、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. 考点四　动力学中的临界与极值问题 1.动力学中的临界极值问题 在应用牛顿运动定律解决动力学问题中,当物体运动的加速度不同时,物体有可能处于不同的状态,特别是题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语时,往往会有临界值出现. 2.产生临界问题的条件 (1)两物体脱离的临界条件:弹力FN=0,加速度相同,速度相同. (2)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,静摩擦力达到最大值. (3)绳子拉断与松弛的临界条件:绳子断时,绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛时,张力FT=0. 3.临界问题的常用解法 (1)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,以达到正确解决问题的目的. (2)假设法:临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题. (3)数学方法:将物理过程转化为数学公式,根据数学表达式解出临界条件. 典例精析 ★考点一：超重与失重 ◆典例一：(2018·南京金陵中学模拟)图(甲)是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图,中间的点表示人的重心.图(乙)是根据传感器采集到的数据画出的力—时间图线.两图中a～g各点均对