高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用习题课件ppt

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题型一　瞬时加速度问题1．模型介绍(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间。(2)弹簧(或橡皮条)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的。(3)杆模型：杆不发生明显形变也能产生弹力，杆的弹力可以发生突变。
2．解题关键关键是分析瞬时变化前后的受力情况。
　 (2020·云南保山高二期末)如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是(g为重力加速度)(　　)A．小球的加速度a＝g tan θB．小球的加速度a＝g sin θ C．小球的加速度为零D．小球的加速度方向沿弹簧方向
[解析]　根据平衡状态受力分析可知，绳子拉力T＝mg tan θ，烧断瞬间,弹簧弹力不变，弹簧和重力合力与绳子拉力大小相等，方向相反，所以a＝g tan θ，方向水平向右，故B、C、D错误，A正确。
解析：设A的质量为m，则B的质量为2m，剪断细线前细线的拉力为
题型二　连接体问题1．模型介绍多个相互关联的物体连接(叠放，并排或由绳子、细杆联系)在一起的物体组称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
2．常用方法(1)整体法：若连接物具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象，只分析外力，不分析内力。(2)隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析，从而求解物体之间的相互作用力。
　 如图甲所示，A、B两木块的质量分别为mA、mB，在水平推力F作用下沿水平面向右加速运动，重力加速度为g。(1)若地面光滑，则A、B间的弹力为多大？(2)若两木块与水平面间的动摩擦因数均为μ，则A、B间的弹力为多大？(3)如图乙所示，若把两木块放在固定斜面上，两木块与斜面间的动摩擦因数均为μ，在方向平行于斜面的推力F作用下沿斜面向上加速，A、B间的弹力为多大？
[解析]　(1)若地面光滑，以A、B整体为研究对象，有F＝(mA＋mB)a，然后隔离出B为研究对象，有FN＝mBa，
(2)若动摩擦因数均为μ，以A、B整体为研究对象，有F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a1，然后隔离出B为研究对象，有FN′－μmBg＝mBa1，
(3)以A、B整体为研究对象，设斜面的倾角为θ ，F－(mA＋mB)g sin θ－μ(mA＋mB)g cs θ＝(mA＋mB)a2以B为研究对象FN″－mBg sin θ－μmBg cs θ＝mBa2
解析：以物体1为研究对象,受力分析如图甲所示,由牛顿第二定律得：m1g tan θ＝m1a，解得a＝g tan θ，则车厢的加速度也为g tan θ，故A正确；
如图乙所示，在水平方向上，由牛顿第二定律得Ff＝m2a＝m2g tan θ，故D错误。
题型三　动力学图像问题1．常见的图像有：v－t图像，a－t图像，F－t图像，F－x图像，a－F图像等。2．图像间的联系：加速度是联系v－t图像与F－t图像的桥梁。
3．图像的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图像，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像，要求分析物体的受力情况。(3)通过图像对物体的受力与运动情况进行分析。
4．解题策略(1)弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义。(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与物体运动”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断。
　 一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图(a)所示，速度v随时间t变化的关系如图(b)所示。g取10 m/s2，求：(1)1 s末物块所受摩擦力的大小Ff1 ；(2)物块在前6 s内的位移大小x；(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ。
[解析]　(1)从题图(a)中可以读出，当t＝1 s时，Ff1＝F1＝4 N。
(3)从题图(b)中可以看出，在t＝2 s至t＝4 s的过程中，
由牛顿第二定律得F2－μmg＝ma，F3＝Ff3＝μmg，
[答案]　(1)4 N　(2)12 m　(3)0.4
[针对训练3]　(多选)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F＝kv，其中k为常数,则环运动过程中的速度图像可能是(　　)
解析：当kv0＝mg时物体与直杆间无挤压，物体不受摩擦力的作用而匀速运动，对应于图像A；当kv0mg时，竖直方向上kv＝mg＋N，水平方向上μN＝ma，可知随着物体速度的减小物体的加速度减小，直到速度减小到使kv＝mg时加速度也减小到0，此后物体匀速运动，对应于图像D，故A、B、D正确。
1．(瞬时加速度问题)(多选)如图所示，天花板上悬挂一轻质弹簧，弹簧下端拴接质量为m的小球A，A球通过轻杆连接质量为2m的小球B，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　)A．剪断弹簧瞬间，轻杆上弹力不为0B．剪断弹簧瞬间，A、B球加速度均为gC．剪断轻杆瞬间，A、B球加速度大小均为gD．剪断轻杆瞬间，A球加速度大小为2g，B球加速度大小为g
解析：剪断弹簧瞬间，以A、B球以及杆整体作为研究对象，整体做自由落体运动，加速度为g；再隔离B球，根据牛顿第二定律可知，B球做自由落体运动，杆对B球的力必须为零，故A错误，B正确；
剪断轻杆瞬间，B球加速度大小为g，做自由落体运动；剪断轻杆前对A球进行受力分析如图根据平衡条件有F弹＝mg＋F杆＝3mg当剪断轻杆后，对球A，除了杆的力消失以外，其他力没有发生变化，根据牛顿第二定律有F弹－mg＝ma得a＝2g加速度方向竖直向上，故C错误，D正确。
解析：对两个水泥制品整体受力分析，根据牛顿第二定律有2Ff－4mg＝4ma，再隔离水泥制品A，又有Ff－mg－FfBA＝ma，所以FfBA＝m(g＋a)，D正确。
3．(动力学图像问题)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示。g取10 m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为(　　)A．0.2，6 N B．0.1，6 NC．0.2，8 N D．0.1，8 N
解析：在6～10 s内物体水平方向只受滑动摩擦力作用，加速度a＝－μg,
在0～6 s内，F－μmg＝ma′，
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