2018年高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律第3节（课时1）牛顿运动定律综合应用：用“整体法、隔离法”巧解动力学问题课件鲁科版.ppt

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1、思想方法： 用“整体法、隔离法”巧解动力学问题,1.方法指导,2.典例分析,3.备选训练,4.真题演练,第三章 牛顿运动定律,一、方法指导,1.方法指导,1连接体的分类： (1)绳(杆)连接 (2)弹簧连接 (3)接触连接2连接体的运动特点 轻绳轻绳:伸直状态两端的连接体沿绳方向的速度总相等。 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。,3连接体问题的分析方法 (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：当各物体

2、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；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。,二、典例分析,2. 典例分析,类型一、绳(或杆)连接体,【例2】如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面。当拉力F一定时，Q受到绳的拉力( ) A与斜面倾角有关 B与动摩擦因数有关 C与系统运动状态有关 D仅与两物块质量有关,解析显隐,解题策略 推导Q受绳拉力的关系式，对关系式进行讨论！,【变式训练3】如图甲,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球,Mm

3、，用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动时,细线与竖直方向成角,细线的拉力为FT。若用一力F水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a向左运动时,细线与竖直方向也成角,如图乙所示, 细线的拉力为FT，则( ) AFF，FTFT BFF，FTFT CFF，FTFT DFF，FTFT,解题提示 两种情况下，小球受力情况不同，要具体问题具体分析.,本题详细解析见教辅！,类型二、弹簧连接体,【例3】如图示,两个质量分别为m13 kg、m22 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为F130 N、F220 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则( ),解析显

4、隐,A弹簧测力计的示数是50 N B弹簧测力计的示数是24 N C在突然撤去F2的瞬间，m2的加速度大小为4 m/s2 D在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为10 m/s2,解题策略 1.分析两物体时，注意整体法与隔离法的灵活选用. 2.注意力的瞬时作用特点.,【变式训练4】(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻质弹簧连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉B物块，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面的动摩擦因数均为，为了减小弹簧的形变量，可行的办法是 ( ) A减小A物块的质量 B增大B物块的质量 C增大倾角 D增大动摩擦因数,解题策略 利用整体法及隔离法

5、推导出弹簧形变量的关系式后讨论.,本题详细解析见教辅！,类型三、接触连接体,解析显隐,解题策略 1.分别设出东西两边车节数，以尾部车厢为研究对象分析. 2.得出表达式后讨论得结果.,【变式训练5】如图示,质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止,一起沿倾角为的固定光滑斜面下滑,Q的上表面水平,P、Q之间的动摩擦因数为,则下列说法正确的是( ) A.P处于超重状态 B.P受到的摩擦力大小为mg,方向水平向右 C.P受到的摩擦力大小为mgsin cos ,方向 水平向左 D.P受到的支持力大小为mgsin 2,解题策略 利用整体法、隔离法、矢量分解法及牛顿第二定律分别求出P、Q的加速度及P的受力

6、情况.,本题详细解析见教辅！,Mg,f,f,(M+m)g,审题视角 第一步：（隔离法）,第二步：（整体法）,解析显隐,转 解析,【备选】 (2013安徽，14)如图示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力FT和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)( ) AFTm(gsin acos ) FNm(gcos asin) BFTm(gcos asin ) FNm(gsin acos ) CFTm(acos gsin ) FNm(gcos asin ) DFTm(

7、asin gcos ) FNm(gsin acos ),mg,FN,FT,a,审题设疑,1. 小球运动中受力情况如何？,2.怎样建立坐标系解题方便？,3.为什么要分解加速度？,解析 准确分析受力情况，分解加速度是比较简便的求解方法选小球为研究对象，小球受重力mg、拉力FT和支持力FN三个力作用，将加速度a沿斜面和垂直于斜面两个方向分解，如图所示由牛顿第二定律得 FTmgsin macos mgcos FNmasin 由式得FTm(gsin acos ) 由式得FNm(gcos asin ) 故选项A正确 答案 A,转 原题,【备选】(对研究对象运用整体法和隔离法)(2013北京卷，16)如图示

8、，倾角为、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上。下列结论正确的是( ) A.木块受到的摩擦力大小是mgcos B.木块对斜面体的压力大小是mgsin C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsin cos D.桌面对斜面体的支持力大小是（Mm）g,解析 整体法与隔离法分析共点力的平衡问题。 以木块为研究对象，如图甲所示，有Ffmgsin ，FNmgcos ，故选项A、B均错误；以木块与斜面体所组成的整体为研究对象，如图乙所示，有Ff桌0，FN桌（Mm）g，故选项C错误，选项D正确。 答案 D,解析显隐,mg,Ff,FN,(M+m)g,F N桌,提示:分析m、M间作用力用隔离

9、法,分析地面与M间作用力用整体法,三、备选训练,3.备选训练,【备选训练】俯式冰橇(Skeleton)又叫钢架雪车,是2014年索契冬奥会的比赛项目之一。俯式冰橇的赛道可简化为长度为1 200 m、起点和终点高度差为120 m的斜坡。比赛时,出发信号灯亮起后,质量为M70 kg的运动员从起点开始,以F40 N、平行赛道的恒力推动质量m40 kg的冰橇开始运动,8 s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点。已知冰橇与赛道间的动摩擦因数0.05,设运动员登上冰橇前后冰橇速度不变,不计空气阻力,求：（g10 m/s2，取赛道倾角的余弦值为1） （1）出发8 s内冰橇发生的位移； （2）比赛中运动

10、员的最大速度。,转 解析,两个运动过程中,研究对象如何选择？,a1,a2,转 原题,转 解析,转 原题,【备选训练】如图示,两块粘连在一起的物块a和b,质量分别为ma和mb,放在光滑的水平桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的水平推力Fa和水平拉力Fb ,已知FaFb，则a对b的作用力( ) A必为推力 B必为拉力 C可能为推力，也可能为拉力 D不可能为零,解析显隐,解析显隐,【备选训练】质量分别为m、2m的物块A、B用轻弹簧相连,设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同.当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1,如图甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加

11、速提升两物块时,弹簧的伸 长量为x2,如图乙所示;当用同样大小的力F沿固 定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时,弹簧 的伸长量为x3,如图丙所示,则x1x2x3等于( ) A111 B123 C121 D无法确定,四、真题演练,4.真题演练,【真题】(2011福建理综)如图示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( ),转

12、 解析,转 原题,解析： 令滑轮质量m0，应用牛顿第二定律得m1gTm1a，Tm2gm2a，由以上两式得T . 把m0 代入题目中的四个选项中，只有C选项结果与所求结果相同，因此只有C选项正确 答案： C,【真题】 (2013福建理综，21)质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响 (1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小； (2)若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图所示 求此状态下杆的加速度大小a； 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？,转解析,1.铁环处于平衡状态，可对其应用共点力平衡条件解答.,审题分析,Mg,T,T,怎样求此夹角大小?,a,2.铁环向右匀加速运动,遵从牛顿第二定律.,Mg,T,T,此处夹角多大?,3.将杆与小铁环看成一个整体,进行受力分析,再应用牛顿第二定律解答问题.,(M+m)g,F,转 原题,