2022高中物理 牛頓定律應用專題 2 輕松處理單體的多過程問題學案 新人教版必修1

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1、2022高中物理 牛頓定律應用專題 2 輕松處理單體的多過程問題學案 新人教版必修1 一、 考點突破 知識點 考綱要求 題型 分值 牛頓運動定律、牛頓運動定律的應用 理解牛頓第二定律，會靈活運用牛頓第二定律解決單個物體的多過程問題 各題型均有涉及 6～15分 二、重難點提示 分清各階段間的關系，并能找到邊界條件。 牛頓第二定律確定了力和運動之間的聯(lián)系，可以幫助我們解決很多問題，而有些研究對象的運動過程不是單一的，我們稱為多過程問題。比如說有的問題原來靜止，現(xiàn)在要加速運動，這兩個過程都是我們必須要考慮的，還要去尋找這兩個狀態(tài)之間的聯(lián)系。還有其他的多過程類型，解

2、決這類問題關鍵是要理清物體的運動情況，也就是要進行運動過程分析，接下來就是要找相鄰兩個過程之間的關聯(lián)，我們叫做邊界條件。 一般解題思路： 1.“合”初步了解全過程，構建大致運動圖景； 2.“分”將全過程進行分解，分析每個過程的規(guī)律； 3.“合”找到子過程之間的聯(lián)系，尋找解題方法。 分析要點： 1. 題目中有多少個物理過程？ 2. 每個過程物體做什么運動？ 3. 每種運動滿足什么物理規(guī)律？ 4. 運動過程中的一些關鍵位置（時刻）是哪些? 例題1 一質點受多個力的作用，處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復到原來的大小，在此過程中，其他力保

3、持不變，則質點的加速度大小a和速度大小v的變化情況是（　?。? A. a和v都始終增大 B. a和v都先增大后減小 C. a先增大后減小，v始終增大 D. a和v都先減小后增大 思路分析：質點受到的合外力先從0逐漸增大，然后又逐漸減小為0，合力的方向始終未變，故質點的加速度方向不變，先增大后減小，速度始終增大，本題選C。 答案：C 例題2 一皮帶傳送裝置如圖所示，皮帶的速度v足夠大，輕彈簧一端固定，另一端連接一個質量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦，當滑塊放在皮帶上時，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自然長度，則當彈簧從自然長度到

4、第一次達最長這一過程中，滑塊的速度和加速度變化的情況是（　?。? A. 速度增大，加速度增大 B. 速度增大，加速度減小 C. 速度先增大后減小，加速度先增大后減小 D. 速度先增大后減小，加速度先減小后增大 思路分析：滑塊在水平方向受向左的滑動摩擦力Ff和彈簧向右的拉力F拉＝，合力F合＝Ff－F拉＝ma，當彈簧從自然長度到第一次達最長這一過程中，逐漸增大，拉力F拉逐漸增大，因為皮帶的速度v足夠大，所以合力F合先減小后反向增大，從而加速度a先減小后反向增大；滑動摩擦力與彈簧彈力相等之前，加速度與速度同向，滑動摩擦力與彈簧拉力相等之后，加速度便與速度方向相反，故滑塊的速度先增大，后減

5、小。 答案：D 技巧點撥：對于彈簧的問題，我們還可以對其極限狀態(tài)進行分析，如起始端狀態(tài)、中間特殊點狀態(tài)，再推演中間變化的過程，更加清晰。 例題3 如圖所示，傾角為30°的光滑斜面與粗糙水平面平滑連接，現(xiàn)將一滑塊（可視為質點）從斜面上的A點由靜止釋放，最終停在水平面上的C點，已知A點距水平面的高度h＝0.8 m，B點距C點的距離L＝2.0 m。（滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失，g＝10 m/s2），求： （1）滑塊在運動過程中的最大速度； （2）滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ； （3）滑塊從A點釋放后，經(jīng)過時間t＝1.0 s時速度的大小。 思路分析：教你審題 第一步：讀題→抓

6、關鍵詞→獲取信息 ①光滑斜面與粗糙的水平面 滑塊在斜面上不受摩擦力，在水平面受摩擦力 ②從斜面上的A點由靜止釋放 滑塊的初速度v0＝0 ③最終停在水平面上的C點 滑塊的末速度為零 ④滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失 斜面上的末速度和水平面上的初速度大小相等 第二步：分析理清思路→抓突破口做好兩分析→受力分析、運動分析 ①滑塊在斜面上：滑塊做初速度為零的勻加速直線運動。 ②滑塊在水平面上：滑塊做勻減速運動。 第三步：選擇合適的方法及公式→利用正交分解法、牛頓運動定律及運動學公式列式求解。 （1）滑塊先在斜面上做勻加速運動，然后在水平面上做勻減速運動，故滑塊運動到B點時

7、速度最大為vm，設滑塊在斜面上運動的加速度大小為a1，則有 mgsin 30°＝ma1，＝2a1，解得：vm＝4 m/s （2）滑塊在水平面上運動的加速度大小為a2，μmg＝ma2 v＝2a2L，解得：μ＝0.4 （3）滑塊在斜面上運動的時間為t1，vm＝a1t1 得t1＝0.8 s 由于t>t1，滑塊已經(jīng)經(jīng)過B點，做勻減速運動的時間為t－t1＝0.2 s 設t＝1.0 s時速度大小為v＝vm－a2（t－t1） 解得：v＝3.2 m/s 答案：（1）4 m/s?。?）0.4　（3）3.2 m/s 圖象與多過程問題 多過程問題表示在圖像上，我們可以更清晰的劃分力或運

8、動的變化階段，更有利對于問題的解答。 【針對訓練】利用傳感器和計算機可以研究力的大小變化的情況，實驗時讓某消防隊員從平臺上跳下，自由下落，在t1時刻雙腳觸地，他順勢彎曲雙腿，重心又下降了h。計算機顯示消防隊員雙腳觸地后重心下降h過程，他受到地面支持力F隨時間變化的圖象如圖所示。根據(jù)圖象提供的信息，以下判斷正確的是（　?。? A. 在t1至t3時間內消防隊員的重心在加速下降 B. 在t2至t4時間內消防隊員的重心在減速下降 C. t3時刻消防隊員的速度達最大值 D. t3時刻消防隊員的加速度為零 思路分析：A. t1時刻雙腳觸底，在t1至t2時間內消防員受到的合力向下，其加速度向下

9、，他做加速度減小的加速下落運動；而t2至t3時間內，人所受合力向上，人應做向下的減速運動，故A錯誤； B. 在t2至t4時間內他所受的合力向上則加速度向上，故消防員做向下的減速運動，故B正確； C. t2時刻之前人做加速運動，而此后人做減速運動，故t2時刻消防員的速度達最大，故C錯誤； D. t3時刻，人受到的合力不為零，故加速度不可能為零，故D錯誤。 答案：B 【易錯指津】 摩擦力對運動狀態(tài)的影響 如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住質量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動到B點，如果物體受到的阻力恒定，則（　?。?

10、 A. 物體從A到O先加速后減速 B. 物體從A到O做加速運動，從O到B做減速運動 C. 物體運動到O點時，所受合力為零 D. 物體從A到O的過程中，加速度逐漸減小 易錯提醒：解答此題時容易犯的錯誤是認為彈簧無形變時物體的速度最大，加速度為零，忽略了摩擦力對物體運動狀態(tài)的影響。從而錯選B、C、D，這顯然是沒有對物理過程進行認真分析的結果。分析物理問題時，要在腦海里建立起一幅清晰的動態(tài)圖景。 思路分析：物體從A到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合力向右，隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體的速度逐漸增大，當物體向右運動至AO間某點（設為點O′）時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，加速度為零，速度達到最大，此后，隨著物體繼續(xù)向右運動，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?，至O點時彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大，所以物體越過O′點后，合力（加速度）方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度逐漸增大的減速運動，正確選項為A.。 答案：A 【思路】我們能否將本題運用圖象法進行求解。