2021高考物理教科版一轮复习课件：第三章 专题强化三 应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题

大一轮复习讲义
专题解读
1.本专题是应用动力学方法分析动力学图像问题、连接体问题、临界和极值问 题以及多运动过程问题.在高考中主要以选择题形式考查，且每年都有命题.
2.学好本专题可以培养同学们的分析推理能力、应用数学知识和方法解决物理 问题的能力.
3.本专题用到的规律和方法有：整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、 临界条件和相关的数学知识.
3.处理连接体问题的方法
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，分析整体受到的外力，应用牛 顿第二定律求出加速度或其他未知量
隔离法的 选取Βιβλιοθήκη 则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之 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
另外由于物块静止不动，同时结合题图(b)可知物块与木板之间的滑动摩擦力Ff ＝0.2 N，解得m＝1 kg、F＝0.4 N，选项A、B正确； 由于不知道物块的质量，所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因数，选项D 错误.
变式1 (多选)(2019·广东潮阳实验学校模拟)如图2所示，一质量为m的滑块， 以初速度v0从倾角为θ的固定斜面底端滑上斜面，当其速度减为零后又沿斜面 返回底端，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，若滑块所受的摩擦力为f、所 受的合外力为F合、加速度为a、速度为v，规定沿斜面向上为正方向，在滑块 沿斜面运动的整个过程中，这些物理量随时间变化的图像大致正确的是
解析 三物块一起做匀速直线运动，由平衡条件，对a、b、c系统：F＝3μmg， 对b、c系统：T＝2μmg，则：F＞T，即水平拉力大于轻绳的弹力，故A正确； c做匀速直线运动，处于平衡状态，则c不受摩擦力，故B错误； 当水平拉力增大为原来的1.5倍时，F′＝1.5F＝4.5μmg，由牛顿第二定律，对 a、b、c系统：F′－3μmg＝3ma，对c：f＝ma，解得：f＝0.5μmg，故C正确； 剪断轻绳后，b、c一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，对b、c系统： 2μmg＝2ma′，对c：f′＝ma′，解得：f′＝μmg，故D正确．
水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动.各接触面间的动摩擦因
数均为μ，重力加速度大小为g.下列说法正确的是
√A.该水平拉力大于轻绳的弹力
B.物块c受到的摩擦力大小为μmg
图3
√C.当该水平拉力增大为原来的1.5倍时，物块c受到的摩擦力大小为0.5μmg
√D.剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为μmg
例1 (多选)(2019·全国卷Ⅲ·20)如图1(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一 不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平.t＝0时，木板开始 受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力.细绳对物块的拉力f随时间t变化的关 系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示.木板与实验台之间的摩擦 可以忽略.重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出
整体法、 隔离法的 交替运用
若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力 时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研 究对象，应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度，后 隔离求内力”
例2 (多选)(2019·广东湛江市第二次模拟)如图3所示，a、b、c为三个质量均
为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上.现用
由题图(c)可知木板在 2～4 s 内做匀加速运动，其加速度大小为 a1＝04.4－－20 m/s2 ＝0.2 m/s2，对木板进行受力分析， 由牛顿第二定律可得 F－Ff＝ma1，在 4～5 s 内做匀减速运动，其加速度大小为 a2＝0.54－－40.2 m/s2＝0.2 m/s2，Ff＝ma2，
热点一 动力学图像问题
高考热点 讲透练熟
1.常见图像 v－t图像、a－t图像、F－t图像、F－a图像等. 2.题型分类 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况. (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况. (3)由已知条件确定某物理量的变化图像.
热点二 动力学中的连接体问题
1.连接体的类型 (1)弹簧连接体
(2)物物叠放连接体
高考热点 讲透练熟
(3)轻绳连接体 (4)轻杆连接体
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，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧 形变最大时，两端连接体的速率相等.
3.解题策略 (1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义， 掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点. (2)注意图线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. (3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情景结合起来，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”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断.
√
√
图2
解析 滑块在上滑过程中滑动摩擦力方向向下，大 小恒定为f＝μmgcos θ，滑块下滑时滑动摩擦力方向 向上，大小仍为f＝μmgcos θ，A正确；
在滑块上滑和下滑的过程中，加速度方向始终沿斜面向下，为负，所受合力 也为负，B、C错误； 滑块上滑过程做正向的匀减速直线运动，加速度a＝－(gsin θ＋μgcos θ)，下滑 过程做负向的匀加速直线运动，加速度a′＝gsin θ－μgcos θ<|a|，v－t图像斜 率减小，D正确.
图1
√A.木板的质量为1 kg
√ B.2～4 s内，力F的大小为0.4 N
C.0～2 s内，力F的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
解析 由题图(c)可知木板在0～2 s内处于静止状态，再结合题图(b)中细绳对物 块的拉力f在0～2 s内逐渐增大，可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大，故可以 判断木板受到的水平外力F也逐渐增大，选项C错误；