《夺冠之路》福建专用高三物理一轮复习 第3章第3课时 动力学两类基本问题课件 鲁科

2012高三物理复习课件（导与练福建）第3章第三课时动力学两类基本问题1．通过复习进一步掌握物体的受力分析、运动学基本规律和牛顿第二定律．2．理解并灵活应用牛顿第二定律解决动力学的两类基本问题．3．知道连接体，掌握连接体问题的处理方法．1．两类基本问题(1)运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型，即动力学的两类基本问题．①已知物体的受力情况，求物体的运动情况．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体运动的加速度，再利用运动学公式就可以确定物体的运动情况．②已知物体的运动情况，求物体的受力情况如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再利用牛顿第二定律确定物体的受力情况．(2)动力学问题的一般解题步骤①确定研究对象，明确物理过程．②分析研究对象的受力情况和运动情况．必要时画好受力示意图和运动过程示意图——关键环节．③根据牛顿第二定律和运动学公式列方程．合力的求解常用合成法或正交分解法；要特别注意公式中各矢量的方向及正负号的选择．④求解、检验，必要时讨论．

利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用，将运动学规律和牛顿第二定律相结合，寻找加速度和未知量的关系，是解决这两类问题的思考方向．2．连接体问题(1)连接体与隔离体：两个或几个物体相连接组成的物体系统为连接体，如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体．(2)外力和内力：如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力，应用牛顿第二定律列方程不考虑内力．如果把某物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的外力．(3)连接体的处理方法①整体法：连接体和各物体如果有共同的加速度，求加速度可把连接体作为一个整体，运用牛顿第二定律列方程求解．②隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离出其中一个物体，对该物体应用牛顿第二定律求解，此方法为隔离法，隔离法解题时要注意判明每一隔离体的运动方向和加速度方向．(对应学生用书第36页)1．伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有(

B

)A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关2．刹车线是指汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹．刹车线的长度s既与汽车开始刹车时的速度v有关，也与汽车轮胎和路面间的动摩擦因数μ有关．如图为某种汽车在地面Ⅰ和地面Ⅱ上刹车时，s与v2的关系图象．若用μ1、μ2分别表示汽车轮胎和地面Ⅰ、Ⅱ间的动摩擦因数，则关于μ1和μ2的大小关系，下列判断正确的是(

C

)A．μ1>μ2B．μ1＝μ2C．μ1<μ2D．条件不足，无法判断3．如图所示示，物体的的质量m＝4kg，与水平地地面间的动动摩擦因数数为μ＝0.2，在倾角为为37°、大小为10N的恒力F的作用下，，由静止开开始加速运运动，(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)试求：(1)物体运动的的加速度大大小a.(2)若t1＝5s时，撤去恒恒力F，物体还能能继续滑行行的距离和和时间．解析：(1)物体在加速速运动时，，受力分析析如图所示示，由牛顿顿第二定律律得：Fcos37°－f＝maFsin37°＋N＝mgf＝μN由以上三式式可得：a＝0.3m/s2.(2)撤去F时，物体的的速度v＝at1＝1.5m/s撤去F后，物体体减速的的加速度度大小a′＝μg＝0.2×10m/s2＝2m/s2，由0＝v－a′t2得：t2＝0.75s，由s2＝·t2得，s2＝0.5625m.答案：(1)0.3m/s2(2)0.5625m0.75s2．解答方法法(1)明确整个个物理现现象是由由哪几个个物理过过程组成成的，找找出相邻邻过程的的联系点点，再分分别研究究每一个个物理过过程的运运动性质质．(2)根据问题题的要求求和计算算方法，，确定研研究对象象，进行行分析，，并画出出示意图图．图中中应注明明力、速速度、加加速度的的符号和和方向．．对每(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．(1)物体的运动情情况是由所受受的力及物体体运动的初始始状态共同决决定的．(2)无论是哪种情情况，联系力力和运动的“桥梁”是加速度．答案：(1)0.2(2)3s本题是典型的的动力学问题题，熟练掌握握物体的受力力分析、运动动学方程、牛牛顿运动定律律是求解的关关键，动力学学中加速度的的正确运算是是动力学问题题的前提．针对训练11：如图所示，质质量m＝0.1kg的有孔小球穿穿在固定的足足够长的斜(1)小球的加速度；(2)最初2s内小球的位移．答案：(1)0.4m/s2(2)0.8m动力学中的连连接体问题连接体问题是是指在外力作作用下几个物物体连在一起起运动的问题题，连接体的的加速度可以以相同，也可可以不相同，，对该类问题题处理方法如如下：1．隔离法的选取取(1)适应情况：连连接体的加速速度不相同，，且需要求物物体之间的作作用力．(2)处理方法：把把物体从系统统中隔离出来来，将内力转转化为外力，，分析物体的的受力情况和和运动情况，，并分别应用用牛顿第二定定律列方程求求解，隔离法法是受力分析析的基础，应应重点掌握．．2．整体法的选取取(1)适应情况：连连接体具有相相同的加速度度，且不需要要求物体之间间的作用力．．(2)处理方法：把把连接体看成成一个整体(当成一个质点点)来分析受到的的外力，应用用牛顿第二定定律求出加速速度(或其他未知量量)．3．整体法、隔离离法交替运用用原则①若已知系统外外力，先用整整体法求出加加速度，然后后用隔离法求求物体间的相相互作用力；；②若已知相互作作用力，先用用隔离法求加加速度，然后后用整体法求求系统外力．．【例2】(2011年河南省平顶顶山新乡许昌昌三市调研)如图所示，固固定在水平面面上的斜面倾倾角θ＝37°，长方体木块块A的MN面上钉着一颗颗小钉子，质质量m＝1.5kg的小球B通过一细线与与小钉子相连连接，细线与与斜面垂直，，木块与斜面面间的动摩擦擦因数μ＝0.50.现将木块由静静止释放，木木块将沿斜面面下滑．求在在木块下滑的的过程中小球球对木块MN面的压力．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：由于木块与斜斜面间有摩擦擦力的作用，，所以小球B与木块间有压压力的作用，，并且它们以以共同的加速速度a沿斜面向下运运动．将小球球和木块看作作一个整体，，设木块的质质量为m′，根据牛顿第第二定律可得得(m′＋m)gsinθ－μ(m′＋m)gcosθ＝(m′＋m)a代入数据得a＝2.0m/s2选小球为研究究对象，设MN面对小球的作作用力为F，根据牛顿第二二定律有mgsinθθ－F＝ma代入数据得F＝6.0N根据牛顿第三三定律，小球球对MN面的压力大小小为6.0N，方向沿斜面面向下．答案：6.0N，方向沿斜面面向下针对训练21：两个叠放在一一起的滑块，，置于固定的的、倾角为θ的斜面上，如如图所示．滑滑块A、B的质量分别为为M、m，A与斜面间的动动摩擦因数为为μ1，B与A之间的动摩擦擦因数为μ2，已知两滑块块都从静止开开始以相同的的加速度沿斜斜面滑下，则则滑块B受到的摩擦力力()A．等于零B．方向沿斜面面向下C．大小等于μ1mgcosθθD．大小等于μ2mgcosθθ解析：以滑块B为研究对象，，对其受力分分析如图所示示，由于所求求的摩擦力是是未知力，可可假设B受到A对它的摩擦力力沿斜面向下下．由牛顿第二定定律得mgsinθθ＋fB＝ma①对A、B整体进行受力力分析，由牛牛顿第二定律律得(m＋M)gsinθ－μ1(m＋M)gcosθ＝(m＋M)a②联立①②式得fB＝－μ1mgcosθθ式中负负号表表示fB的方向向与规规定的的正方方向相相反，，即沿沿斜面面向上上，所所以选选项C正确．．答案：：C.考点一一：动动力学学两种种基本本问题题的处处理【例1】(基础题题)风洞实实验室室中可可产生生水平平方向向的、、大小小可调调节的的风力力．现现将一一套有有小球球的细细直杆杆放入入风洞洞实验验室．．小球球孔径径略大大于细细杆直直径，，如图图所示示．(1)当杆在在水平平方向向上固固定时时，调调节风风力的的大小小，使使小球球在杆杆上做做匀速速运动动，这这时小小球所所受的的风力力为小小球所所受重重力的的0.5倍，求求小球球与杆杆间的的动摩摩擦因因数．．(2)保持小小球所所受风风力不不变，，使杆杆与水水平方方向间间夹角角为37°°并固定定，则则小球球从静静止滑滑下距距离s所需时时间为为多少少？(sin37°＝0.6，cos37°°＝0.8)考点二二：连连接体体问题题的应应用【例2】(综合题题)如图所所示，，倾角角为θ的光滑滑斜面面固定定在水水平地地面上上，质质量为为m的物块块A叠放在在物体体B上，物物体B的上表表面水水平．．当A随B一起沿沿斜面面下滑滑时，，A、B保持相相对静静止．．求B对A的支持持力N和摩擦擦力f.解析：：当A随B一起沿沿斜面面下滑滑时，，物块块A受到竖设B的质量为M，以A、B为整体，根据牛顿第二定律，有(m＋M)·gsinθ＝(m＋M)a，得a＝gsinθ.将加速度沿水平方向和竖直方向进行分解，如图(乙)所示，则ax＝acosθ＝gsinθcosθ，ay＝asinθ＝gsin2θ所以f＝max＝mgsinθcosθ由mg－N＝may＝mgsin2θ，得N＝mgcos2θ.答案：mgcos2θ

mgsinθcosθ【测控导导航】考点题号1.两类问题的定性分析1、32.两类问题的定量计算4、9、103.连接体问题的分析与计算2、5、6、74.传送带模型的应用81．(2011年广东东深圳圳一模模)让钢球球从某某一高高度竖竖直落落下进进入液液体中中，图图中表表示的的是闪闪光照照相机机拍摄摄的钢钢球在在液体体中的的不同同位置置．则则下列列说法法正确确的是是(C)A．钢钢球球进进入入液液体体中中先先做做加加速速运运动动，，后后做做减减速速运运动动B．钢钢球球进进入入液液体体中中先先做做减减速速运运动动，，后后做做加加速速运运动动C．钢钢球球在在液液体体中中所所受受到到阻阻力力先先大大于于重重力力，，后后等等于于重重力力D．钢钢球球在在液液体体中中所所受受到到阻阻力力先先小小于于重重力力，，后后等等于于重重力力解析析：：由题题图图可可知知，，钢钢球球先先做做减减速速运运动动，，后后做做匀匀速速运运动动，，选选项项A、B均错错；；由由运运动动情情况况可可知知受受力力情情况况，，故故选选项项C正确确，，而而选选项项D错误误．．2．(2011年山山东东济济南南一一模模)如图图所所示示，，物物块块A、B叠放放在在水水平平地地面面上上，，装装砂砂的的小小桶桶C通过过细细线线牵牵引引A、B一起起在在水水平平桌桌面面上上向向右右加加速速运运动动，，设设A、B间的摩擦擦力为f1，B与桌面间间的摩擦擦力为f2.若增大C桶内砂的的质量，，而A、B仍一起向向右运动动，则摩摩擦力f1和f2的变化情情况是(B)A．f1不变，f2变大B．f1变大，f2不变C．f1、f2都变大D．f1、f2都不变解析：由题意知知，f1是静摩擦擦力，f1＝mAa，f2是滑动摩摩擦力，，f2＝μ(mA＋mB)g.若增加C桶内砂的的质量，，系统加加速度变变大，故故f1变大，f2不变，选选项B正确．3．(2011年浙江模模拟)如图所示示，水平平面上B点以左是是光滑的的，B点以右是是粗糙的的．质量量为M和m的两个小小物块(可视为质质点)，在B点以左的的光滑水水平面上上相距L，以相同同的速度度向右运运动，它它们先后后进入粗粗糙区域域后，最最后停止止运动．．若它们们与粗糙糙水平面面间的动动摩擦因因数相同同，静止止后两物物块间的的距离为为s，则(D)A．若M>m，则s>LB．若M＝m，则s＝LC．若M<m，则s>LD．无论M、m取何值，，都有s＝04．(2011年温州十十校期中中联合考考试)如图所示示，ab、cd是竖直平平面内两两根固定定的光滑滑细杆，，a、b、c、d位于同一一圆周上上，b点为圆周周的最低低点，c点为圆周周的最高高点．若若每根杆杆上都套套着一个个小滑环环，将两两滑环从从a、c处由静止止释放，，到达b、d所用的时时间分别别为t1、t2，则(B)A．t1>t2B．t1＝t2C．t1<t2D．无法确确定6．(2011年安徽合合肥第一一次质检检)水平地面面上有一一直立的的轻质弹弹簧，下下端固定定，上端端与物体体A相连接，整个个系统处于静静止状态，如如图(甲)所示．现用一一竖直向下的的力F作用在物体A上，使A向下做一小段段匀加速直线线运动(弹簧一直处在在弹性限度内内)如图(乙)所示．在此过过程中力F的大小与物体体向下运动的的距离x间的关系图象象正确的是(D)8．(2011年福建调研改改编)如图所示，水水平传送带A、B两端相距s＝3.5m，物体与传送送带间的动摩摩擦因数μ＝0.1，物体滑上传传送带A端的瞬时速度度vA＝4m/s，到达B端的瞬时速度度设为vB.下列说法中不不正确的是(C)A．若传送带不不动，vB＝3m/sB．若传送带逆逆时针匀速转