(广西专用)高考物理一轮复习-3.2牛顿第二定律-两类动力学问题课件-新人教版.ppt

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1、考点考点1 1 牛顿第二定律牛顿第二定律 1.1.内容内容物体加速度的大小跟物体加速度的大小跟_成正比，跟成正比，跟_成反比，加速度的方向跟引起这个加速度的成反比，加速度的方向跟引起这个加速度的_相同相同. .2.2.表达式：表达式：_它受到的作用力它受到的作用力物体的质量物体的质量力的方向力的方向F=maF=ma3.3.适用范围适用范围（1 1）只适用于）只适用于_参考系，即相对于地面参考系，即相对于地面_或或_运动的参考系运动的参考系. .（2 2）只适用于解决）只适用于解决_物体的物体的_运动问题，不能用来处运动问题，不能用来处理微观粒子的高速运动问题理微观粒子的高速运动问题. . 惯性

2、惯性静止静止匀速直线匀速直线宏观宏观低速低速牛顿第二定律的牛顿第二定律的“五个性质五个性质” ” 矢量性矢量性公式公式F=maF=ma是矢量式，任一时刻，是矢量式，任一时刻，F F与与a a同向同向 瞬时性瞬时性a a与与F F对应同一时刻，即对应同一时刻，即a a为某时刻的加速度时，则为某时刻的加速度时，则F F为该为该时刻物体所受到的力时刻物体所受到的力 因果性因果性F F是产生是产生a a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力 同一性同一性加速度加速度a a相对同一惯性系（一般指地面）相对同一惯性系（一般指地面）. .F=maF=ma中，中，F

3、F、m m、a a对应同一物体或同一系统对应同一物体或同一系统. .F=maF=ma中，各量统一使用国际单位中，各量统一使用国际单位. . 独立性独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律顿第二定律. .物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和. .分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，即：律，即：F Fx x=ma=max x，F Fy y=ma=may y. .雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的阻力与雨点下落

4、雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的阻力与雨点下落的速度成正比，图中能正确反映雨点下落运动情景的是（的速度成正比，图中能正确反映雨点下落运动情景的是（ ）A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选D.D.选下落的雨点为研究对象，进行受力分析可知，选下落的雨点为研究对象，进行受力分析可知，它受重力它受重力mgmg和空气阻力和空气阻力F F阻阻kv.kv.随着速度增大，阻力随着速度增大，阻力F F阻阻逐渐增逐渐增大大. .由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得mgmgF F阻阻mama，可知雨点先做加速度减小，可知雨点先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故、图象正确，图象错的加速运动，

5、最后做匀速运动，故、图象正确，图象错误误. .图象表示物体做匀速直线运动过程，显然和实际过程相违图象表示物体做匀速直线运动过程，显然和实际过程相违背，因而图象错误，正确选项为背，因而图象错误，正确选项为D.D. 1.1.两类动力学问题两类动力学问题（1 1）已知受力情况求物体的）已知受力情况求物体的_._.（2 2）已知运动情况求物体的）已知运动情况求物体的_._.2.2.解决两类基本问题的方法解决两类基本问题的方法以以_为为“桥梁桥梁”，由，由_和和_列列方程求解，具体逻辑关系如图：方程求解，具体逻辑关系如图： 考点考点2 2 牛顿定律的应用牛顿定律的应用运动情况运动情况受力情况受力情况加速

6、度加速度运动学公式运动学公式牛顿运动定律牛顿运动定律1.1.两类动力学问题的基本解题方法两类动力学问题的基本解题方法（1 1）由受力情况判断物体的运动状态，处理思路是：先求出几）由受力情况判断物体的运动状态，处理思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式，个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式，就可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体就可以求出物体在任一时刻的速度和位移，也就可以求解物体的运动情况的运动情况. .（2 2）由运动情况判断物体的受力情况，处理思路是：已知加速）由运动情况判断物体的受力情况，处理思路是：已知加速度或根据运动规

7、律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法则（平行四边形定则）或正交分解法成和分解法则（平行四边形定则）或正交分解法. .2.2.两类动力学问题的解题步骤两类动力学问题的解题步骤（1 1）明确研究对象）明确研究对象. .根据问题的需要和解题的方便，选出被研根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体究的物体. .（2 2）分析物体的受力情况和运动情况）分析物体的受力情况和运动情况. .画好受力分析图和过程画好受力分析图和过程图

8、，明确物体的运动性质和运动过程图，明确物体的运动性质和运动过程. .（3 3）选取正方向或建立坐标系）选取正方向或建立坐标系. .通常以加速度的方向为正方向通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向. .（4 4）求合外力）求合外力F F合合. .（5 5）根据牛顿第二定律）根据牛顿第二定律F=maF=ma列方程求解，必要时要对结果进行列方程求解，必要时要对结果进行讨论讨论. . 如图所示，一固定不动的光滑斜面，倾角为如图所示，一固定不动的光滑斜面，倾角为，高为，高为h.h.一质量一质量为为m m的物体从斜面的顶端由静止开始滑下，求物体从顶端

9、滑到底的物体从斜面的顶端由静止开始滑下，求物体从顶端滑到底端所用的时间及滑到底端时速度的大小端所用的时间及滑到底端时速度的大小. . 【解析解析】物体受力如图所示，物体受力如图所示，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：mgsin=mamgsin=ma解得：解得：a=gsina=gsin由由 得：得：解得：解得：由由v vt t=v=v0 0+at+at得：得：v vt t=at=at=答案：答案：201sv tat22h1gsint ,sin212htsing12hgsin2ghsing12hsing2gh1.1.单位制：由单位制：由_和和_一起组成了单位制一起组成了单位制2.2.基本单位：基

10、本单位：_的单位的单位. .力学中的基本量有三个，它们分力学中的基本量有三个，它们分别是别是_、_、_，它们的国际单位分别是，它们的国际单位分别是_、_、_3.3.导出单位：由导出单位：由_根据逻辑关系推导出的其他物理量的根据逻辑关系推导出的其他物理量的单位单位考点考点3 3 单位制单位制基本单位基本单位导出单位导出单位基本量基本量质量质量时间时间长度长度kgkgs sm m基本量基本量国际单位制中的七个基本物理量和基本单位国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量名称物理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度l米米m m质量质量m m千克千克kgkg 时间时间t

11、 t秒秒s s电流电流I I安培安培A A物理量名称物理量名称物理量符号物理量符号单位名称单位名称单位符号单位符号热力学温度热力学温度T T开尔文开尔文K K 物质的量物质的量n n摩尔摩尔molmol发光强度发光强度I Iv v坎德拉坎德拉cdcd关于单位制，下列说法中正确的是（关于单位制，下列说法中正确的是（ ）A.kgA.kg、m/sm/s、N N是导出单位是导出单位B.kgB.kg、m m、C C是基本单位是基本单位C.C.在国际单位制中，时间的单位是在国际单位制中，时间的单位是s,s,属基本单位属基本单位D.D.在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的在国际单位制中，力的单位

12、是根据牛顿第二定律定义的【解析解析】选选C C、D.D.力学中的基本单位有三个力学中的基本单位有三个:kg:kg、m m、s.s.有些物理单有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米（位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米（cmcm）、克（）、克（g g）、小）、小时（时（h h）等；有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如）等；有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如: :米米/ /秒秒（m/sm/s）、帕斯卡（）、帕斯卡（PaPa）、牛顿（）、牛顿（N N）等）等. . 瞬时性问题分析瞬时性问题分析 【例证例证1 1】（20122012德州模拟）如图所示，两个质量分别为德州模拟）如图

13、所示，两个质量分别为m m1 1=2 kg=2 kg、m m2 2=3 kg=3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为簧测力计连接，两个大小分别为F F1 1=30 N=30 N，F F2 2=20 N=20 N的水平拉力的水平拉力分别作用在分别作用在m m1 1、m m2 2上，则（上，则（ ）A.A.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是10 N10 NB.B.弹簧测力计的示数是弹簧测力计的示数是50 N50 NC.C.在突然撤去在突然撤去F F2 2的瞬间，弹簧测力计的示数不变的瞬间，弹簧测力计的示数不变D.D.在突然

14、撤去在突然撤去F F1 1的瞬间，的瞬间，m m1 1的加速度不变的加速度不变【解题指南解题指南】解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：（1 1）先对物体受力分析求解加速度，再进一步隔离）先对物体受力分析求解加速度，再进一步隔离m m1 1（或（或m m2 2）求得弹簧测力计的示数；求得弹簧测力计的示数；（2 2）撤去）撤去F F1 1或或F F2 2的瞬间，明确哪些力突变，哪些力不突变的瞬间，明确哪些力突变，哪些力不突变. . 【自主解答自主解答】选选C.C.设弹簧的弹力为设弹簧的弹力为F F，系统加速度为，系统加速度为a.a.对系统：对系统：F F1 1-F-F2 2=

15、=（m m1 1+m+m2 2）a a，对，对m m1 1:F:F1 1-F=m-F=m1 1a a，联立两式解得：，联立两式解得：a=2 m/sa=2 m/s2 2，F=26 NF=26 N，故，故A A、B B两项都错误；在突然撤去两项都错误；在突然撤去F F2 2的瞬间，的瞬间，两物体间的距离不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去两物体间的距离不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去F F2 2的瞬的瞬间没变化，弹簧上的弹力不变，故间没变化，弹簧上的弹力不变，故C C项正确；若突然撤去项正确；若突然撤去F F1 1，物，物体体m m1 1所受的合外力方向向左，而没撤去所受的合外力方向向左，而没撤去

16、F F1 1时，合外力方向向右，时，合外力方向向右，所以所以m m1 1的加速度发生变化，故的加速度发生变化，故D D项错误项错误. . 【总结提升总结提升】瞬时性问题的解题技巧瞬时性问题的解题技巧1.1.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意以下几种模型：此类问题应注意以下几种模型： 特性特性模型模型 受外力时受外力时的形变量的形变量力能力能否突变否突变产生拉力产生拉力或支持力或支持力 质量质量 内部内部弹

17、力弹力 轻轻 绳绳微小不计微小不计可以可以只有拉力只有拉力没有支持力没有支持力 不计不计处处处处相相等等橡皮绳橡皮绳较大较大不能不能只有拉力没只有拉力没有支持力有支持力 特性特性模型模型 受外力时受外力时的形变量的形变量力能力能否突变否突变产生拉力产生拉力或支持力或支持力 质量质量 内部内部弹力弹力 轻弹簧轻弹簧较大较大不能不能既可有既可有拉力也可拉力也可有支持力有支持力不计不计处处处处相相等等轻杆轻杆微小不计微小不计可以可以既可有既可有拉力也可拉力也可有支持力有支持力2.2.在求解瞬时性加速度问题时应注意在求解瞬时性加速度问题时应注意（1 1）物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素

18、发）物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析. .（2 2）加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个）加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变过程的积累，不会发生突变. .【变式训练变式训练】如图所示，质量均为如图所示，质量均为m m的的A A、B B两球之间系着一根不计质量的弹簧，两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，放在光滑的水平面上，A A球紧靠竖直墙壁球紧靠竖直墙壁. .今用水平力今用水平力F F将将B B球向球向左推压弹簧，平衡后，突然将

19、左推压弹簧，平衡后，突然将F F撤去，在这一瞬间撤去，在这一瞬间B B球的速度为零，加速度为零球的速度为零，加速度为零B B球的速度为零，加速度大小为球的速度为零，加速度大小为在弹簧第一次恢复原长之后，在弹簧第一次恢复原长之后，A A才离开墙壁才离开墙壁在在A A离开墙壁后，离开墙壁后，A A、B B两球均向右做匀速运动两球均向右做匀速运动Fm以上说法正确的是（以上说法正确的是（ ）A.A.只有只有B.B.C.C.D.D. 【解析解析】选选B.B.撤去撤去F F前，前，B B球受四个力作用，竖直方向的重力和球受四个力作用，竖直方向的重力和支持力平衡，水平方向推力支持力平衡，水平方向推力F F和

20、弹簧的弹力平衡，即弹簧的弹力和弹簧的弹力平衡，即弹簧的弹力大小为大小为F F，撤去，撤去F F的瞬间，弹簧的弹力仍为的瞬间，弹簧的弹力仍为F F，故，故B B球所受合外力球所受合外力为为F F，则，则B B球加速度为球加速度为 而此时而此时B B球的速度为零，正确错球的速度为零，正确错误；在弹簧恢复原长前，弹簧对误；在弹簧恢复原长前，弹簧对A A球有水平向左的弹力使球有水平向左的弹力使A A球压球压紧墙壁，直到弹簧恢复原长时紧墙壁，直到弹簧恢复原长时A A球才离开墙壁，球才离开墙壁，A A球离开墙壁球离开墙壁后，由于弹簧的作用，使后，由于弹簧的作用，使A A、B B两球均做变速运动，对错，两球

21、均做变速运动，对错，B B选项正确选项正确. . Fam，【变式备选变式备选】（20122012河池模拟）如图所示，吊河池模拟）如图所示，吊篮篮P P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q Q被被固定在吊篮中的两轻弹簧系住，当悬挂吊篮的细固定在吊篮中的两轻弹簧系住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮绳烧断的瞬间，吊篮P P和物体和物体Q Q的加速度大小分别的加速度大小分别是（是（ ）A.aA.aP P=g=g、a aQ Q=2g=2gB.aB.aP P=2g=2g、a aQ Q=g=gC.aC.aP P=g=g、a aQ Q=0=0D.aD.aP P=2g=2

22、g、a aQ Q=0=0 【解析解析】选选D.D.悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，两弹簧的长度不突然悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，两弹簧的长度不突然改变，两弹簧的弹力也不改变，细绳中原有的大小为改变，两弹簧的弹力也不改变，细绳中原有的大小为2mg2mg的拉力的拉力消失，则吊篮消失，则吊篮P P的合力与细绳的原拉力等大反向，即合外力大小的合力与细绳的原拉力等大反向，即合外力大小为为2mg2mg，方向竖直向下，所以吊篮，方向竖直向下，所以吊篮P P的加速度的加速度 细绳细绳被烧断瞬间，两弹簧对物体被烧断瞬间，两弹簧对物体Q Q的作用力不变，所以合外力依然为的作用力不变，所以合外力依然为零，其加速度零，其加速度a

23、 aQ Q=0=0，故，故D D项对项对. . P2mga2g.m 两类动力学问题的规范求解两类动力学问题的规范求解 【例证例证2 2】（20122012潍坊模拟）（潍坊模拟）（1616分）分）质量为质量为10 kg10 kg的物体在的物体在F=200 N F=200 N 的水平推的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角=37=37，如，如图所示，力图所示，力F F作用作用2 2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.251.25秒钟后，速

24、度减为零，求：物体与斜面间的动摩擦因数秒钟后，速度减为零，求：物体与斜面间的动摩擦因数和物和物体的总位移体的总位移s.s.（已知（已知sin37sin37=0.6=0.6，cos37cos37=0.8=0.8，g=10 m/sg=10 m/s2 2） 【解题指南解题指南】解答本题时可按以下思路分析：解答本题时可按以下思路分析：（1 1）明确物体的受力情况，由牛顿第二定律列方程）明确物体的受力情况，由牛顿第二定律列方程. .（2 2）明确物体的运动过程，结合运动学公式求解）明确物体的运动过程，结合运动学公式求解. . 【规范解答规范解答】设力设力F F作用时物体沿斜面上升加速度为作用时物体沿斜面

25、上升加速度为a a1 1，撤去力，撤去力F F后其加速度变为后其加速度变为a a2 2，则：，则：a a1 1t t1 1=a=a2 2t t2 2（2 2分）分）有力有力F F作用时，对物体受力分析并建立直角坐标系如图：作用时，对物体受力分析并建立直角坐标系如图： 由牛顿第二定律可得：由牛顿第二定律可得：Fcos-mgsin-FFcos-mgsin-Ff1f1=ma=ma1 1（2 2分）分）F Ff1f1=F=FN1N1=（mgcos+Fsinmgcos+Fsin）（2 2分）分）撤去力后，对物体受力分析如图撤去力后，对物体受力分析如图由牛顿第二定律可得：由牛顿第二定律可得：-mgsin-

26、F-mgsin-Ff2f2=-ma=-ma2 2（2 2分）分）F Ff2f2=F=FN2N2=mgcos=mgcos（2 2分）分）联立式，代入数据得：联立式，代入数据得：a a2 2=8 m/s=8 m/s2 2,a,a1 1=5 m/s=5 m/s2 2,=0.25,=0.25 （3 3分）分）物体运动的总位移：物体运动的总位移：s= s= 16.25 m16.25 m （3 3分）分）答案：答案：0.25 16.25 m0.25 16.25 m 22221 12 21111a ta t(5 28 1.25 )m2222 【总结提升总结提升】解答动力学两类问题的基本程序解答动力学两类问题

27、的基本程序（1 1）明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比）明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程. .（2 2）根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，）根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图，图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，并画出示意图，图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免

28、分析力时有所遗对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有漏或无中生有. . （3 3）应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理）应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果的数值及单位代入，通过运算求结果. .【变式训练变式训练】（20122012福州模拟）如图所示，福州模拟）如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成楼梯口一倾斜的天花板与水平面成3737角，一装潢工人手持木杆绑着刷子由下往上角，一装潢工人手持木杆绑着

29、刷子由下往上粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为始终保持竖直向上，大小为F F10 N10 N，刷子的质量为，刷子的质量为m m0.5 kg0.5 kg，刷，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.50.5，天花板长为，天花板长为L L4 m4 m，取，取sin37sin370.60.6，g g10 m/s10 m/s2 2，试求：，试求：（1 1）刷子沿天花板向上运动的加速度大小；）刷子沿天花板向上运动的加速度大小； （2 2）工人把刷子从天花板底端（速度为零）推到顶端所用的时间

30、）工人把刷子从天花板底端（速度为零）推到顶端所用的时间. . 【解析解析】以刷子为研究对象进行受力分析，设滑动摩擦力为以刷子为研究对象进行受力分析，设滑动摩擦力为F Ff f，天花板对刷子的弹力为天花板对刷子的弹力为F FN N. .（1 1）将刷子受的力沿斜面和垂直斜面分解，）将刷子受的力沿斜面和垂直斜面分解，如图所示，如图所示，由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得（F Fmgmg）sin37sin37F Ff fmamaF FN N（F Fmgmg）cos37cos37F Ff fFFN N联立式并代入数据，得联立式并代入数据，得a a2 m/s2 m/s2 2. .（2 2）对刷子，由运动学

31、公式得：）对刷子，由运动学公式得：解得解得代入数据，得代入数据，得t t2 s2 s答案：答案：（1 1）2 m/s2 m/s2 2 （2 2）2 s2 s 21Lat22Lt.a 临界问题的分析临界问题的分析 【例证例证3 3】如图所示，一细线的一端固定于倾角为如图所示，一细线的一端固定于倾角为=30=30的光滑的光滑楔形块楔形块A A的顶端处，细线的另一端拴一质量为的顶端处，细线的另一端拴一质量为m m的小球的小球. .（1 1）当楔形块至少以多大的加速度向左加速运动时，小球对楔形）当楔形块至少以多大的加速度向左加速运动时，小球对楔形块压力为零块压力为零? ?（2 2）当楔形块以）当楔形块

32、以a=2ga=2g的加速度向左加速运动时，小球对线的拉力的加速度向左加速运动时，小球对线的拉力为多大？为多大？【解题指南解题指南】“小球对楔形块压力为零小球对楔形块压力为零”是小球刚好离开楔形是小球刚好离开楔形块的临界条件，此时对应小球离开楔形块的加速度的最小值块的临界条件，此时对应小球离开楔形块的加速度的最小值. .对对小球受力分析，根据牛顿运动定律列方程求解小球受力分析，根据牛顿运动定律列方程求解. .【自主解答自主解答】（1 1）小球对楔形块恰无压力时受力情况如图所示，）小球对楔形块恰无压力时受力情况如图所示，由牛顿运动定律，得由牛顿运动定律，得mgcot=mamgcot=ma0 0所以

33、所以a a0 0=gcot=gcot30=gcot=gcot30= =3g（2 2）当）当a=2ga=2g时，由于时，由于aaaa0 0，所以此时小球已离开楔形块，设此，所以此时小球已离开楔形块，设此时细线与水平方向的夹角为时细线与水平方向的夹角为,则其受力情况如图所示，则其受力情况如图所示，由牛顿运动定律，得由牛顿运动定律，得mgcot=mamgcot=ma即即cot=a/g=2,cot=a/g=2,所以所以FFT T=mg/sin=mg/sin=或或5mg22TFmgma5mg （）（）根据牛顿第三定律，根据牛顿第三定律，小球对线的拉力小球对线的拉力F FT T=F=FT T= =答案：答

34、案：（1 1） （2 2） 5mg5mg3g【互动探究互动探究】在在【例证例证3 3】中若题干条件不变中若题干条件不变, ,当细线拉力刚好当细线拉力刚好为零时为零时, ,则楔形块的加速度多大则楔形块的加速度多大? ?运动方向如何运动方向如何? ?此时小球对楔形此时小球对楔形块的压力多大块的压力多大? ?【解析解析】设细线拉力刚好为零时设细线拉力刚好为零时, ,楔形块楔形块的加速度为的加速度为aa0 0, ,对小球受力分析如图所示对小球受力分析如图所示由牛顿运动定律得由牛顿运动定律得mgtan=mamgtan=ma0 0, ,所以所以aa0 0=gtan=gtan30=gtan=gtan303g

35、,3即细线拉力刚好为零时即细线拉力刚好为零时, ,楔形块的加速度大小为楔形块的加速度大小为 方向水平向方向水平向右右. .故楔形块向右加速运动或向左减速运动故楔形块向右加速运动或向左减速运动. .小球受到的弹力小球受到的弹力根据牛顿第三定律得小球对楔形块的压力根据牛顿第三定律得小球对楔形块的压力答案：答案： 向右加速运动或向左减速运动向右加速运动或向左减速运动3g,322N02 3Fmgmamg.3（）（）NN2 3FFmg.3 3g32 3mg.3【总结提升总结提升】解决临界问题的方法技巧解决临界问题的方法技巧1.1.临界问题是指物体的运动性质发生突变，要发生而尚未发生临界问题是指物体的运动

36、性质发生突变，要发生而尚未发生改变时的状态改变时的状态. .此时运动物体的特殊条件往往是解题的突破口此时运动物体的特殊条件往往是解题的突破口2.2.在动力学问题中常出现的临界条件为在动力学问题中常出现的临界条件为（1 1）地面、绳子或杆的弹力为零）地面、绳子或杆的弹力为零. .（2 2）相对静止的物体间静摩擦力达到最大，通常在计算中取最）相对静止的物体间静摩擦力达到最大，通常在计算中取最大静摩擦力等于滑动摩擦力大静摩擦力等于滑动摩擦力. .（3 3）两物体分离瞬间满足的三个要素）两物体分离瞬间满足的三个要素. .加速度相同加速度相同; ;速度相同速度相同; ;二者虽然相互接触但相互作用力为零二

37、者虽然相互接触但相互作用力为零. .（4 4）一个物体在另一个物体上滑动时恰不滑离的条件是运动到）一个物体在另一个物体上滑动时恰不滑离的条件是运动到物体末端时二者速度恰好相等物体末端时二者速度恰好相等. .3.3.解决此类问题，一般先以某个状态为研究的突破点，进行受解决此类问题，一般先以某个状态为研究的突破点，进行受力分析和运动分析，以临界条件为切入点，根据牛顿运动定律力分析和运动分析，以临界条件为切入点，根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解讨论和运动学公式列方程求解讨论考查内容考查内容“假设法假设法”的应用的应用【例证例证】如图所示，车厢中有一倾角为如图所示，车厢中有一倾角为3030的斜面

38、，当火车以的斜面，当火车以10 m/s10 m/s2 2的加速度的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m m与车厢相对静止，分析物体与车厢相对静止，分析物体m m所受摩擦力的方向所受摩擦力的方向. .【规范解答规范解答】方法一：方法一：m m受三个力作用，重力受三个力作用，重力mgmg、弹力、弹力F FN N、静摩、静摩擦力擦力F Ff f，F Ff f的方向难以确定，先假设的方向难以确定，先假设F Ff f不存在，则受力分析如不存在，则受力分析如图甲所示，图甲所示，mgmg与与F FN N只能在水平方向产生只能在水平方向产生mgtan30mgtan30的

39、合力，此合的合力，此合力只能产生力只能产生a=gtan30a=gtan30= = 的加速度，因的加速度，因 10 m/s10 m/s2 2，即小，即小于题目给定的加速度，故斜面对于题目给定的加速度，故斜面对m m的静摩擦力沿斜面向下的静摩擦力沿斜面向下. . 3g33g3方法二：如图乙所示，假定方法二：如图乙所示，假定m m所受静摩擦力所受静摩擦力F Ff f沿斜面向上，将加沿斜面向上，将加速度速度a a正交分解，沿斜面方向根据牛顿运动定律得：正交分解，沿斜面方向根据牛顿运动定律得：mgsin30mgsin30-F-Ff f=macos30=macos30解得解得F Ff f5 5（ -1-1

40、）m m，F Ff f为负值，说明为负值，说明F Ff f与假定方向相反，与假定方向相反，应沿斜面向下应沿斜面向下. .答案：答案：方向沿斜面向下方向沿斜面向下3物理学常见的理想模型物理学常见的理想模型 理想化方法是一种科学抽象，是研究物理学的重要方法，理想化方法是一种科学抽象，是研究物理学的重要方法，它根据所研究问题（一般都是十分复杂，涉及诸多因素）的需它根据所研究问题（一般都是十分复杂，涉及诸多因素）的需要和具体情况，确定研究对象的主要因素和次要因素，抓住主要和具体情况，确定研究对象的主要因素和次要因素，抓住主要因素，忽略次要因素，排除无关干扰，从而简明扼要地揭示要因素，忽略次要因素，排除

41、无关干扰，从而简明扼要地揭示事物的本质事物的本质. .在研究物理问题时，常通过建立理想模型来解决问在研究物理问题时，常通过建立理想模型来解决问题题. .理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型理想模型可分为对象模型、条件模型和过程模型. . （1 1）对象模型）对象模型. . 用来代替研究对象实体的理想化模型，如质点、点电荷、用来代替研究对象实体的理想化模型，如质点、点电荷、理想变压器等都属于对象模型理想变压器等都属于对象模型. .是对实物的一种理想简化是对实物的一种理想简化. . （2 2）条件模型）条件模型. . 把研究对象所处的外部条件理想化建立的模型叫做条件模把研究对象所处的外部条件

42、理想化建立的模型叫做条件模型型. .如光滑表面、轻杆、轻绳、轻弹簧都属于条件模型如光滑表面、轻杆、轻绳、轻弹簧都属于条件模型. .是对相是对相关环境的一种理想简化关环境的一种理想简化. . （3 3）过程模型）过程模型. . 实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素实际的物理过程都是诸多因素作用的结果，忽略次要因素的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型的作用，只考虑主要因素引起的变化过程叫做过程模型. .是对干是对干扰因素的一种简化扰因素的一种简化. .例如：在空气中自由下落的物体，在高度不例如：在空气中自由下落的物体，在高度不大时，空气的作用忽略不计，可抽象为自由落体运动

43、；另外匀大时，空气的作用忽略不计，可抽象为自由落体运动；另外匀速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、稳速直线运动、匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动、稳恒电流都属于过程模型恒电流都属于过程模型. . 我们就轻杆、轻绳、轻弹簧等理想模型进行讨论我们就轻杆、轻绳、轻弹簧等理想模型进行讨论 1.1.模型比较模型比较 模型模型轻绳轻绳轻杆轻杆轻弹簧轻弹簧 形变情况形变情况微小形变可忽略微小形变可忽略长度几乎不变长度几乎不变可伸可缩可伸可缩施力与受力施力与受力能施、能受拉力能施、能受拉力能压能拉能压能拉能压能拉能压能拉方向方向始终沿绳始终沿绳不一定沿杆不一定沿杆沿弹簧方向沿弹簧方向 大

44、小变化大小变化可突变可突变可突变可突变只能渐变只能渐变2.2.理想化模型问题的两点注意理想化模型问题的两点注意（1 1）分析问题属于哪类理想化模型）分析问题属于哪类理想化模型. .（2 2）抓住模型的受力方向和大小变化的特点）抓住模型的受力方向和大小变化的特点. .【典题例证典题例证】细绳拴一个质量为细绳拴一个质量为m m的小球的小球, ,小球用固定在墙上的小球用固定在墙上的水平弹簧支撑水平弹簧支撑, ,小球与弹簧不粘连小球与弹簧不粘连, ,平衡时细绳与竖直方向的夹平衡时细绳与竖直方向的夹角为角为5353，如图所示，以下说法正确的是（已知，如图所示，以下说法正确的是（已知cos53cos53=

45、0.6, =0.6, sin53sin53=0.8=0.8）（）（ ）A.A.小球静止时弹簧的弹力大小为小球静止时弹簧的弹力大小为 mgmgB.B.小球静止时细绳的拉力大小为小球静止时细绳的拉力大小为 mgmgC.C.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g gD.D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为 g g【命题探究命题探究】本题属于研究牛顿第二定律的瞬时性问题，关键本题属于研究牛顿第二定律的瞬时性问题，关键是要求分析清楚此瞬间各个物体的受力情况以及各个模型的受是要求分析清楚此瞬间各个物体的受力情况以及各个模型的受力方向和大小变化特点

46、力方向和大小变化特点. . 353553【深度剖析深度剖析】选选D.D.细绳烧断前对小球进行受力分析如图所示，细绳烧断前对小球进行受力分析如图所示，其中其中F F1 1为弹簧的弹力，为弹簧的弹力，F F2 2为细绳的拉力为细绳的拉力. .由平衡条件得由平衡条件得F F2 2cos53cos53=mg=mgF F2 2sin53sin53=F=F1 1解得解得2154Fmg,Fmg33细绳烧断瞬间，细绳的拉力突然变为零，而弹簧的弹力不变，细绳烧断瞬间，细绳的拉力突然变为零，而弹簧的弹力不变，此时小球所受的合力与此时小球所受的合力与F F2 2等大反向，所以，小球的加速度立即等大反向，所以，小球的

47、加速度立即变为变为5ag.31.1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大B.B.物体所受到的合外力不变（物体所受到的合外力不变（F F合合0 0），其运动状态就不改变），其运动状态就不改变C.C.物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化D.D.物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大【解析解析】选选C C、D.D.物体所受到的合外力越大，物体的加速度（速物体所受到的合外力越大，物体的加速度（速

48、度变化率）也越大，即速度变化得越快，但速度改变量还与时度变化率）也越大，即速度变化得越快，但速度改变量还与时间有关，故选项间有关，故选项A A错误、错误、C C正确；物体的合外力不为零，就会迫正确；物体的合外力不为零，就会迫使运动状态（运动的快慢和方向）发生变化，选项使运动状态（运动的快慢和方向）发生变化，选项B B错误；合外错误；合外力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项力的大小与速度的大小之间没有直接关系，选项D D正确正确. .2.2.（20112011北京高考）北京高考）“蹦极蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动

49、性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动. .某人做某人做蹦极运动，所受绳子拉力蹦极运动，所受绳子拉力F F的大小随时间的大小随时间t t变化的情况如图所示，变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.g.据图可据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（ ）A.gA.gB.2gB.2gC.3gC.3gD.4gD.4g【解析解析】选选B.B.从题图中可以看出，最后绳子拉力稳定不变，表从题图中可以看出，最后绳子拉力稳定不变，表明人已经静止不动，此时绳子的拉力等于重力，所以明人已经静止

50、不动，此时绳子的拉力等于重力，所以mg=0.6Fmg=0.6F0 0，根据牛顿第二定律，最大加速度根据牛顿第二定律，最大加速度 故故B B正确正确. .00maxF1.8Fmg1.2F2mga2gmmmm合，3.3.声音在空气中的传播速度声音在空气中的传播速度v v与空气的密度与空气的密度、压强、压强p p有关，下有关，下列速度的表达式（列速度的表达式（k k为比例系数，无单位）中正确的是（为比例系数，无单位）中正确的是（ ）A.A.B.B.C. C. D.D.【解析解析】选选B.B.可把可把p p、的单位用基本单位表示，代入进行单位的单位用基本单位表示，代入进行单位运算，看得出的单位是否是运