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2019年
【2019最新】精选高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律专题三牛顿运动
定律综合应用一教案
突破 动力学图象问题1.图象的类型
(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况.
(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况.
2.解决图象问题的方法和关键
(1)分清图象的类别:分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图象所反映的物理过程,会分析临界点.
(2)注意图象中的一些特殊点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标的交点,图线的转折点,两图线的交点等表示的物理意义.
(3)明确能从图象中获得哪些信息:把图象与物体的运动情况相结合,再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义,确定从图象中得出的有用信息,这些信息往往是解题的突破口或关键点.
考向1 利用v-t图象求未知量
[典例1] (2015·新课标全国卷Ⅰ)(多选)如图(a)所示,一物块在t=0 时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( )
(a) (b)
A.斜面的倾角 B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
2019年
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
[问题探究] (1)上升过程已知几个物理量?能求出几个未知量?
(2)下降过程已知几个物理量?能求出几个未知量?
[提示] (1)上升过程知道初速度、末速度和时间,能求出加速度和位移.
(2)下降过程知道初速度、末速度和时间,能求出加速度和位移.
[解析] 由运动的v-t图线可求出物块向上滑行的加速度和返回向下滑行的加速度,对上升时和返回时分析受力,运用牛顿第二定律可分别列出方程,联立两个方程可解得斜面倾角和物块与斜面之间的动摩擦因数,选项A、C正确;根据运动的v-t
图线与横轴所围面积表示位移可求出物块向上滑行的最大高度,选项D正确.
[答案] ACD
考向2 利用F-t图象求未知量
[典例2] 如图甲所示为一倾角θ=37°的足够长斜面,将一质量为m=1 kg的物体无初速度在斜面上释放,同时施加一沿斜面向上的拉力,拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,取g=10 m/s2,sin 37°
=0.6,cos 37°=0.8,求: (1)2 s末物体的速度;
(2)前16 s内物体发生的位移.
[解题指导] 先分析前2 s内物体的受力,确定物体的运动情况;再分析2 s后
物体的受力和运动情况,特别注意速度减为零后的运动情况.
[解析] (1)由分析可知物体在前2 s内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线
运动,由牛顿第二定律可得
mgsin θ-F1-μmgcos θ=ma1 v1=a1t1 代入数据可得
a1=2.5 m/s2,方向沿斜面向下 v1=5 m/s,方向沿斜面向下.
2019年
(2)物体在前2 s内发生的位移为x1,则
x1=a1t=5 m,方向沿斜面向下 当拉力为F2=4.5 N时,由牛顿第二定律可得
F2+μmgcos θ-mgsin θ=ma2 代入数据可得a2=0.5 m/s2,方向沿斜面向上
物体经过t2时间速度减为0,则
v1=a2t2 得t2=10 s
t2时间内发生的位移为x2,则 x2=a2t=25 m,方向沿斜面向下由于mgsin θ-μmgcos θ 内处于静止状态. 故物体在前16 s内发生的位移x=x1+x2=30 m,方向沿斜面向下. [答案] 见解析 处理动力学图象问题的一般思路 (1)依据题意,合理选取研究对象. (2)对物体先受力分析,再分析其运动过程. (3)将物体的运动过程与图象对应起来. (4)对于相对复杂的图象,可通过列解析式的方法进行判断. 突破 连接体问题的分析方法 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,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,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就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.