高考物理知识体系总论：牛顿运动定律综合应用

学霸推荐知识体系梳理牛顿运动定律综合应用优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路牛顿运动定律的综合应用是牛顿运动定律的升华，是与其他知识点的综合考察，在这部分要着重巩固好相关题型，提升解决综合问题的能力。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

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1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE牛顿运动定律综合应用大

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架等时圆模型传送带模型牛顿运动定律综合应用滑块木板模型图像问题综合连接体的分析方法临界问题牛顿运动定律综合应用大

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架模型特征等时圆模型(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示；(2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示；(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示。牛顿运动定律综合应用大

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架项目图示滑块可能的运动情况(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景1传送带(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速(3)可能先以a

加速后以a

加速情景2情景312(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先加速后匀速(4)可能先减速后匀速(5)可能先以a

加速后以a

加速项目图示滑块可能的运动情况(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景1情景212(6)可能一直减速(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。其中v0>v返回时速度为v，当v0<v返回时速度为v0(1)可能一直加速(2)可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速(4)可能一直减速情景4情景3牛顿运动定律综合应用大

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架滑块木板模型滑块－木板模型(如图a)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次互相作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中，例如2015年全国Ⅰ、Ⅱ卷中压轴题25题。另外，常见的子弹射击木板(如图b)、圆环在直杆中滑动(如图c)都属于滑块类问题，处理方法与滑块－木板模型类似。牛顿运动定律综合应用大

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架图象综合问题1.“两大类型”(1)已知物体在某一过程中所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况。(2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况。2.“一个桥梁”：加速度是联系v-t图象与F-t图象的桥梁。3.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。牛顿运动定律综合应用大

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架根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。(1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起；(2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起；(3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。连接体模型2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。(1)分析方法：整体法和隔离法。(2)选用整体法和隔离法的策略：①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法；②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。牛顿运动定律综合应用大

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架1.临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点。(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态。临界问题(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是临界点。(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。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极限法临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变假设法

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临界状态临界条件物体所受的合外力为零两物体间的弹力FN＝0绳中张力为零速度达到最大两物体刚好分离绳刚好被拉直绳刚好被拉断绳中张力等于绳能承受的最大拉力将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件数学法牛顿运动定律的综合应用知识树原图：PA

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2利用知识体系框架来解题DREAMOFTHEFUTURE经典例题1如图所示，在倾角为θ的斜面上方的A点处旋转一光滑的木板AB，B端刚好在斜面上，木板与竖直方向AC所成角度为α，一小物块由A端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，则α与θ角的大小关系(ꢀꢀ)A.α＝θꢀꢀꢀ

B.α＝θ/2ꢀꢀꢀC.α＝2θ

ꢀꢀꢀD.α＝θ/3答案解析1答案与解析：如图所示，在竖直线AC上选取一点O，以适当的长度为半径画圆，使该圆过A点，且与斜面相切于D点。由等时圆模型的特点知，由A点沿斜面滑到D点所用时间比由A点到达斜面上其他各点所用时间都短。将木板下端B点与D点重合即可，而∠COD＝θ，则α＝θ/2。经典例题2如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一质量为m的物块，物块与平板车间的动摩擦因数为0.2，t＝0时，车开始沿水平面做直线运动，其v-t图象如图乙所示。g取10m/s2，平板车足够长，则物块运动的v－t图象为(ꢀꢀ)答案解析2答案与解析：小车先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小相等，a车=4m/s2，根据物块与车发生相对滑动时滑动摩擦力产生的加速度大小为a物=μg＝2m/s2。设小车和物块在t时刻速度相同，有24－a

(t－6)＝a

t，解得t=8s，物车物块以2m/s2的加速度减速至零也需要8s，故只有选项C正确。经典例题3如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动，在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是(ꢀꢀ)答案解析3答案与解析：开始阶段，小木块受到竖直向下的重力和沿传送带向下的摩擦力作用，做加速度为a1的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：mgsinθ＋μmgcosθ＝ma

，所以a

＝gsinθ＋μgcosθ。小木块加速至11与传送带速度相等时，由于μ＜tanθ，则小木块不会与传送带保持相对静止而匀速运动，之后小木块继续加速，所受滑动摩擦力变为沿传送带向上，做加速度为a2的匀加速直线运动，这一阶段由牛顿第二定律得：mgsinθ-μmgcosθ＝ma

，所以：a

＝gsinθ-μgcosθ。22根据以上分析，有a

＜a

。所以，本题正确答案为D。12经典例题4答案解析4PA

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3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①牛顿运动定律主要有两个解题思路，分别是通过受力分析求