2022年高考物理专题复习精品学案――力和运动牛顿运动定律3.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载20XX届高考物理专题复习精品学案力和运动课时支配: 2 课时牛顿运动定律(最新)教学目标: 1深化懂得力和运动的关系、知道动力学的两类基本问题;学会处理动力学问题的一般思路 和步骤2应用牛顿运动定律解决实际问题,提高分析解决实际问题的才能 本讲重点: 牛顿运动定律的应用 本讲难点: 1力和运动的关系 2牛顿运动定律的应用一、考纲解读 本专题涉及的考点有:牛顿运动定律及其应用;超重和失重;大纲对牛顿运动定律及其应用为类要求,对超重和失重为类要求;牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一;对这部分内容的考查特别敏捷,各种题型均可以考
2、查;其 中用整体法和隔离法处理牛顿其次定律,牛顿其次定律与静力学、运动学的综合问题,物体平稳条件等都 是高考热点;对牛顿第一、第三定律的考查常常以挑选题或融合到运算题中的形式出现;另外,牛顿运动 定律在实际中的应用许多,如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等应用 特别广泛,特别要留意以天体问题为背景的信息赐予题,这类试题不仅能考查考生对学问的把握程度而且 仍能考查考生从材料、信息中猎取有用信息的才能,因此备受命题专家的青睐;二、命题趋势 牛顿运动定律是解决力和运动关系问题的依据,是历年高考命题的热点;总结近年高考的命题趋势,一是考力和运动的综合题,重点考查综合运用学问
3、的才能,如为使物体变为某一运动状态,应挑选怎样的 施力方案;二是联系实际,以实际问题为背景命题,重点考查猎取并处理信息,去粗取精,把实际问题转 化成物理问题的才能;三、例题精析 2kg 的小物体(大小不计)从斜面顶端 A 点由静【例 1】一斜面 AB 长为 5m,倾角为 30 ,一质量为止释放,如下列图斜面与物体间的动摩擦因数为 3 ,求小物体下滑到斜面底端 B 时的速度及所用时间 (g 6取 10 m/s 2)解析: 以小物块为讨论对象进行受力分析,如下列图物 块受重力 mg、斜面支持力 N、摩擦力 f,垂直斜面方向,由平稳条件得:mgcos30 =N 沿斜面方向上,由牛顿其次定律得:mgs
4、in30 -f=ma 又 f= N 名师归纳总结 由以上三式解得a=2.5m/s2 第 1 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 小物体下滑到斜面底端B 点时的速度:学习必备2欢迎下载vBas5m/s 运动时间:t2s2s 学问是常见的题 的关键;B上,B置于光滑a题后反思 :以斜面上物体的运动为背景考查牛顿其次定律和运动学 型之一,娴熟把握斜面上物体的受力分析,正确求解加速度是解决问题【例 2】如下列图,长方体物块A叠放在长方体物块水平面上 . A、B质量分别为 mA=6kg,mB=2kg,A、B 之间动摩擦因数 =0.2 ,开头时 F=
5、10N,此后逐步增加,在增大到45N的过程中,就()状态A当拉力 F12N时,两物块均保持静止B两物块开头没有相对运动,当拉力超过 12N时,开头相对滑动C两物块间从受力开头就有相对运动D两物块间始终没有相对运动,但AB间存在静摩擦力,其中A 对 B的静摩擦力方向水平向右解析:先以 B 为讨论对象, B 水平方向受摩擦力 f=m Ba ,当 f 为最大静摩擦力时,B 的最大加速度为a m A g 12 6 m/s 2;再以 AB 整体为讨论对象,能使 AB 一起匀加速运动所施加的最大外力 F m=m B 2(mA+mB)a=48N;由题给条件,F 从 10N 开头逐步增加到 45N 的过程中,
6、 AB 将始终保持相对静止而一起匀加速运动;故 D 选项正确;答案:D 题后反思 :讨论对象是两个或两个以上物体时,应当第一想到整体法和隔离法;此外仍要留意最大静摩擦力能给物体供应的加速度的最大值;名师归纳总结 【例 3】一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平面的中心;桌布的一边与桌的AB 边重合,如图;已知盘与桌布间的动摩擦因数为1,盘与桌面间的动摩擦因 数 为2;现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面,加速度的方向 是 水平的且垂直于AB 边;如圆盘最终未从桌面掉下,就加速度a 满意的条件是什么?(以g 表示重力加速度)抽 出 的解析:设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘下过程中,盘的加
7、速度为a1,有第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备ma 1欢迎下载1mg桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以2mgma2设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上在运动距离x2 后便停下,有v22a 1x 112 v 12a2x2盘没有从桌面上掉下的条件是设桌布从盘下抽出的时间为x 21lx 12t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有x1 at 22x 11a 1t22而x1lx 12由以上各式解得a1221g2题后反思 :此题涉及到圆盘和桌布两个物体的运动,而且圆盘的运动过程包括加速和减速两个过
8、程,此题是一个综合性较强的动力学问题,难度较大;画出讨论对象的运动草图,抓住运动过程的特点分别应 用牛顿其次定律和运动学公式即可求解;【例 4】如下列图, A、B 两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F 拉 A,使 A、B 一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为L1;如将 A、B 置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F 拉 A,使A、B 一起做匀加速直线运动,此时弹簧长度为关系式正确选项()L 2;如 A、B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,就以下AL2L1B AF BL2L1CL2L1 D由于 A、B 质量关系未知,故无法确定 L1、L2的大小关系解析: 利用整体法和隔离法,分别对
9、 AB 整体和物体 B 分别由牛顿其次定律列式求解,即得 C 选项正确;此题简单错选 A 或 C,草率地认为 A、B 置于粗糙水平面上时要受到摩擦力的作用,力 F 的大小不变,因此 L 2 应当短一些,或认为由于 A、B 质量关系未知,故 L1、L2 的大小关系无法确定;答案 :C题后反思: 此题 涉及到胡克定律、滑动摩擦力、牛顿其次定律等;从考查方法的角度看,此题重在考名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载查考生对整体法和隔离法的应用,属于2 级要求;对胡克定律、摩擦力的考查在近年高考中屡屡显现,并
10、可与其他学问相结合,变化敏捷,表达对考生才能的考查;【例 5】质量为 40kg 的甲15 Cv/m-1 s6 D10 t/s雪撬在倾角 =37 的斜面上向下滑动B(如图甲所10 示),所受的空气阻力与速度成正比;今测得雪撬运动的v-t 图像5 A2 4 8 如图 7 乙所示,且 AB 是曲线的切线, B0 点 坐 标 为(4,15),CD 是曲线的渐乙近线;试求空气的阻力系数k 和雪撬与斜坡间的动摩擦因数 ;解析:由牛顿运动定律得:mgsinNkvma由平稳条件得:Nmgcos由图象得: A 点, vA=5m/s,加速度 aA2.5m/s 2;最终雪橇匀速运动时最大速度 vm=10m/s,a
11、0 代入数据解得: = 0.125 k= 20Ns/m 解决此题的关键是,先对雪橇进行受力分析,画出正确的受力图,然后由正交分解法列出牛顿其次定 律的方程;从物理图像上分别读取初、末两个状态的速度和加速度值,代入方程组联立求解;题后反思: 此题 以体育运动为素材,涉及 匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律 、斜面上的受力分析、摩擦力、物理图象等 多个学问点,综合性较强,考查同学分析、解决力和运动的关系问题;以 体育运动 为 背景的 问题历来是高考命题的重 点和热点,情形复杂多变,涉及的学问 点较多,可以有效地考查同学的基 础学问和综合才能;【例 6】如下列图, 在光滑的桌面上叠放着一质量为 B
12、A 的长度 L=2.0mB 上有轻线绕过定滑轮与质量为mA=2.0kg 的薄木板 A 和质量为 mB=3 kg 的金属块 mC=1.0 kg 的物块 C 相连 B 与 A 之间的滑动摩擦因数 =0.10,最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力忽视滑轮质量及与轴间的摩擦起始时令各物体都处于静止状态,绳被拉直,B 位于 A 的左端(如图),然后放手,求经过多长时间 t 后 B 从 A 的右端脱离 ( 设 A 的 右 端 距 滑 轮 足 够 远 ) ( 取g=10m/s 2)解析:以桌面为参考系,令 aA 表示 A的加速度, aB 表示 B、C 的加速度, sA 和 sB分别表示 t 时间 A 和 B 移
13、动的距离,就由牛顿定律和匀加速运动的规律可得mCg- mBg=(mC+mB)aB mBg=mAaA 1 2sB= aBt21 2sA= 2 aAtsB-sA=L名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载由以上各式,代入数值,可得t=4.0s 题后反思:此题属于多体运动问题,讨论对象涉及到三个物体,考点涉及匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律 、受力分析、 摩擦力等 多个学问点, 综合性较强, 考查同学分析、 解决力和运动的关系问题;此类试题历来是高考命题的重 点和热点, 情形 复杂多变 ,涉及的学问 点较多
14、,可以有效地考查同学的基础学问和综合才能;解决此题的关键是,弄清 A、B、C 三个物体的加速度,以及 A、B 间的位移关系;B、C属于连接体,加速度大小相等;A 板长 L 是联系 A、B 间位移关系的纽带;【例 7】某人在地面上最多可举起 60 kg 的物体, 在竖直向上运动的电梯中可举起 80 kg 的物体, 就此电梯的加速度的大小、方向如何?电梯如何运动?(g=10 m/s2)解析:某人在地面上最多可举起 m1= 60 kg 的物体,就人对物体的最大支 持力F N= m1g= 600N,当人在竖直向上运动的电梯中可举起m2= 80 kg 的物体,物体受力如图3所示,由牛顿其次定律得m2g-
15、 F N = m 2a,解得 a =2.5 m/s2,竖直向下所以,电梯向上做匀减速直线运动题后反思:超重和失重现象,只打算于物体在竖直方向上的加速度,与物体的运动方向无关物体有向上的加速度时,超重;有向下的加速度时,失重;当竖直向下的加速度为重力加速度时,完全失重这是一种力学现象,物体所受重力(mg)并不变化【例 8】一弹簧秤秤盘的质量 M=1.5kg ,盘内放一个质量 m=10.5kg 的物体 P,弹簧质量忽视不计,轻弹簧的劲度系数 k=800N/m ,系统原先处于静止状态,如下列图 现给物体 P 施 加 一 竖 直 向F 上的拉力 F,使 P 由静止开头向上作匀加速直线运动已知在前 0.
16、2s 时间内 F P 是 变 力 , 在m M 0.2s 以后是恒力求物体匀加速运动的加速度多大?取 g=10m/s 2k 解析:由于在 t=0.2s 内 F 是变力,在 t=0.2s 以后 F 是恒力,所以在 t=0.2s 时, P 离开秤盘此时 P对盘的压力为零,由于盘的质量 M=1.5kg,所以此时弹簧不能处于 原长开头时,系统处于静止状态,设弹簧压缩量为 x1,由平稳条件得 kx 1 M m gt=0.2s 时, P 与秤盘分别, 设弹簧压缩量为kx2MgMax2, 对秤盘据牛顿其次定律得:t=0.2s 内,物体的位移:xx 1x21 at 22由以上各式解得a=6m/s2题后反思:与
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