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1、专题二应用牛顿运动定律解决“三类”问题考点一动力学中的图象问题师生共研1 .常见的动力学图象。“图象、牛，图象、尸4图象、Rx(-x)图象、尸F图象等.2 .解决问题策略(1)动力学图象问题实质是求解力与运动的关系，解题关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.(2)应用物理规律列出与图象对应的函数关系式，进而明确“图象与公式”图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题进行准确判断.题型1|动力学中的，图象例12O19全国卷I11,20(多选)如图(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./=O时，木板开始受到水平外力广的作用
2、，在=4s时撤去外力.细绳对物块的拉力/随时间，变化的关系如图(b)所示，木板的速度。与时间f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IOm/S?.由题给数据可以得出()A.木板的质量为IkgB. 2s4s内，力F的大小为0.4NC. 02s内，力尸的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2题型2|动力学中的F-t图象例22020浙江7月，19如图I所示，有一质量m=200kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置.当加速运动到总位移的;时开始计时，测得电机的牵引力随时间变化的Ff图线如图2所示，f=34s末速度减为0时恰好到达指定
3、位置.若不计绳索的质量和空气阻力，求物件图1图2(1)做匀减速运动的加速度大小和方向；(2)匀速运动的速度大小；(3)总位移的大小.题型3|动力学中的F-x图象例32018全国卷I,15如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向上的力尸作用在P上，使其向上做匀加速直线运动.以X表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示尸和彳之间关系的图象可能正确的是0练l2021河南洛阳模拟如图甲所示，一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上，从零时刻起，物体在水平力尸作用下由静止开始做直线运动.在03s时间内物体的加速度。随时间，的变化规律如图乙所示.则0A
4、.产的最大值为12NB. 0ls和23s内物体加速度的方向相反C. 3s末物体的速度最大，最大速度为8msD.在0ls内物体做匀加速运动，23s内物体做匀减速运动练22021山东德州市质检(多选)如图甲所示，直角三角形斜劈HC固定在水平面上./=0时，一物块(可视为质点)从底端。以初速度Vl沿斜面ab向上运动，到达顶点b时速率恰好为零，之后沿斜面衣下滑至底端c.若物块与斜面面、尻间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率。随时间变化的规律如图乙所示，已知5、也、/HB、g，则下列物理量可求的是()A.斜面b的倾角。B.物块与斜面间的动摩擦因数C.物块的质量相D,斜面儿的长度L题后思解决图象综
5、合问题的关键(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标轴所代表的物理量，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)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点.考点二动力学中的连接体问题多维探究1 .连接体的类型(1)弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)轻绳或轻杆连接体2 .整体法、隔离法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先整体求加速度，后隔离求内力”.题型1|加速度相同的连接体例42020江苏卷，5中欧班
6、列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量.某运送抗疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F.若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A.FB.妥.-D.201920题型2|加速度不同的连接体例5(多选)如图所示，某同学想利用图示(a)、(b)装置深度探究与尸的关系，装置的加速度用光电门传感器测出(图中未画出)，桌面水平且光滑，滑轮与轻绳之间的摩擦不计，重力加速度大小为g，下列结果正确的是()A.若图(a)中尸是恒力，图(b)中吆=F,根据尸=mo应该有。1=做B.若图
7、(a)中产是变力，则描绘出的-F图线应该是一条过原点的倾斜直线C.若图(b)中仅加改变，则描绘出的。-Mg图线应该是一条过原点的倾斜直线D.若通过减小恤而增大根的方式改变“如图，则描绘出的。力琢图线应该是一条过原点的倾斜直线练32019海南高考如图，两物块P、。置于水平地面上，其质量分别为机、2m,两者之间用水平轻绳连接.两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g,现对。施加一水平向右的拉力凡使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为()A.F2mgB.F-mgC.FmgD.练42020陕西鸡中学一如图甲所系，A、8两物体叠放在光滑水平面上，对物体A施加一水平力凡图象如图乙所示，两物
8、体在力尸作用下由静止开始运动，且始终相对静止，规定水平向右为正方向，则下列说法正确的是()A.两物体在4s时改变运动方向B.在l3s时间内两物体间的摩擦力为零C. 6s时两物体的速度为零D. 8物体所受的摩擦力方向始终与力尸的方向相同练5(多选)如图所示，粗糙的水平地面上放着一个质量为M、倾角为6的斜面体，斜面部分光滑，底面与水平地面间的动摩擦因数为，轻质弹簧一端与固定在斜面上的轻质挡板相连,另一端连接一质量为加的小球，弹簧的劲度系数为2.斜面体在水平向右的恒力尸作用下，和小球一起以加速度。向右做匀加速直线运动(运动过程小球没离开斜面).重力加速度为g,以下说法正确的是OA.水平恒力大小为(M
9、+m)B.地面对斜面体的摩擦力为(M+m)gC.弹簧的形变量为me61mgsin8D.斜面对小球的支持力为/ngcos0+?asinO题后思解决连接体问题的关键求解连接体内部物体之间的作用力时，一般选受力鼓少的隔离体为研究对象；求解具有相同的加速度的连接体所受的外部作用力或加速度时，一般选取系统整体为研究对象.大多数连接体问题中需要整体法和隔离法交替使用.考点三动力学中的临界和极值问题多维探究题型1|动力学中的临界问题例6如图所示，物体A叠放在物体8上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为“A=6kgms=2kg,A、8之间的动摩擦因数=0.2,开始时尸=IoN,此后逐渐增加，在增大到45N的
10、过程中，则()A.当拉力产12N时，物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动，当拉力超过12NI,开始相对滑动C.两物体从受力开始就有相对运动D.两物体始终没有相对运动题型2|动力学中的极值问题例72020成都二模一弹簧一端固定在倾角为37。的光滑斜面的底端，另一端拴住质量如=4kg的物块P.Q为一重物，己知。的质量S2=8kg,弹簧的质量不计，劲度系数4=600Nm,系统处于静止，如图所示.现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，尸为变力，0.2s以后，尸为恒力(sin37o=0.6,g取10ms2).求：(I)R。一起做匀加速运
11、动的加速度大小；(2)F的最大值与最小值.练6(多选汝J图所示,在水平光滑桌面上放有孙和您两个小物块,它们中间有细线连接.已知m=3kg,m2=2kg,连接它们的细线最大能承受6N的拉力.现用水平外力FI向左拉mi或用水平外力B向右拉加2,为保持细线不断，则()A.Fi的最大值为10NBFi的最大值为15NC.尸2的最大值为IOND.尸2的最大值为5N练7如图所示，在光滑水平面上有一辆小车4,其质量为血A=2.0kg,小车上放一个物体B,其质量为机=LOkg.如图甲所示，给B一个水平推力F,当尸增大到稍大于3.0N时，A、8开始相对滑动.如果撤去八对A施加一水平推力尸，如图乙所示.要使4、B不
12、相对滑动，则尸的最大值EJ为()A.3.0NB.4.0NC.5.0ND.6.0N思维拓展数形结合解决动力学问题如图甲所示，一物块放在粗糙的水平面上，从，=0时刻开始，以一定的初速度向左运动，同时在物块上加一斜向右上的恒力尸的作用，F与水平方向的夹角6=37。,物块的质量为2kg,物块与地面间的动摩擦因数=0.5,物块向左运动的。T图象如图乙所示，(已知cos37=0.8,sin37o=0.6,g取IOm*),求：(1)拉力尸的大小.(2)物块再回到t=0时刻的位置时的速度S的大小.(3)若在，=0.5s时拉力的方向不变，大小改变，要使物块再回到f=0时刻的位置时速度大小和f=0时刻的速度大小相
13、等，则拉力F应变为多少？(结果保留两位小数)教你解决问题第一步：读题抓关键点一获取信息第二步：读图析图一获取信息练如图甲所示，光滑斜面倾角为仇用一水平外力尸推着物体，逐渐增大尸，物体沿斜面做变加速运动，其加速度随外力尸变化的图象如图乙所示，重力加速度g取IOm/S?.(1)求物体的质量历；(2)若斜面足够长，且撤去推力时物体的速度是沿斜面向上的12ms,求撤去推力后第3s内物体的位移；(3)要使物体在斜面上保持静止，所施加的最小推力是多大？方向如何？专题二应用牛顿运动定律解决“三类”问题考点突破例1解析：本题考查牛顿运动定律的综合应用，体现了物理学科科学推理的核心素养.分析知木板受到的摩擦力/
14、=/02s,木板静止，F=f,尸逐渐增大，所以C错误；4s5s,木板加速度大小s=产ml=。？ms2,对木板受力分析，/=三2=0.2N,得in=kg,所以A正确；2s4s,对木板有F/=nafF=f,+11m=0.2N+1xg4=0.4N,所以B正确；由于无法确定物块的质量，则尽管知道滑动摩擦力大小，仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数，故D错误.答案：AB例2解析：牛顿第二定律?g-Fr=JM得a=g0=0.125ms2竖直向下小(2)运动学公式=atz=m/s(3)匀速上升的位移=n=26m匀减速上升的位移饱=夕2=4m-1-2-h4总位移九=40m答案：(1)0.125m/s?,方向竖直
15、向下(2)1ms(3)40m例3解析：设物块P静止时，弹簧的长度为枇，物块P受重力机g、弹簧弹力战/一沏一%)及力F,根据牛顿第二定律，得尸+k(-的一x)mg=加。且岚/4O)=Mg故r=x+n.根据数学知识知尸一不图象是截距为ma的一次函数图象.故选项A正确.答案：A练1解析：由图象可知，物体在12s内做匀加速直线运动，a=4ms2,由牛顿第二定律得尸一故尸=m+吆121,故A错误；由。“图象的特点知加速度一直为正，故B错误；d图象与时间轴围成图形的面积为,而初速度为零，故3s末速度最大为8m/s,故C正确；整个过程中，物体一直做加速运动，故D错误.答案：C练2解析：设物块上滑与下滑的加速度大小分别为和必由。”图象的斜率等于加速度，得m=?,。2=#-；物块上滑根据牛顿第二定律有mgsin，+WMgCoS物块下滑根据牛顿第二定律有：WgSin(90。一。)一卬WgCOS(90。-6)=联立以上四式，由数学知识可求得斜面的M倾角仇物块与斜面间的动摩
