2020学年高中物理 模块要点回眸24 学会用牛顿运动定律和动能定理两种观点解题 新人教版必修2

人教版2020年高考物理考点---点对点专题强化-----牛顿运动定律的应用之连接体问题知识点：1．常见连接体的类型(1)轻绳连接体(2)接触连接体(3)弹簧连接体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；在弹簧形变量最大时，两端连接体的速率相等．3．解决方法(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①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法． ②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．对点训练：典例1：（轻绳连接体问题）如图所示，已知M >m ，不计滑轮及绳子的质量，物体M 和m 恰好做匀速运动，若将M 与m 互换，M 、m 与桌面的动摩因数相同，则 ( )A ．物体M 与m 仍做匀速运动B ．物体M 与m 做加速运动，加速度a ＝（M ＋m ）g MC ．物体M 与m 做加速运动，加速度a ＝（M －m ）gM D ．绳子中张力不变【答案】 CD典例1解码：当物体M 和m 恰好做匀速运动，对M ，水平方向受到绳子的拉力和桌面的摩擦力，得：μMg ＝T ＝mg ，所以：μ＝mg Mg ＝mM .若将M 与m 互换，则对M ：Ma ＝Mg －T ′，对m ，则：ma ＝T ′－μmg ，得：a ＝Mg －μmg M ＋m ＝Mg －m M mgM ＋m ＝（M 2－m 2）g M （M ＋m ）＝（M －m ）gM ，故A 、B 错误，C 正确；绳子中的拉力：T ′＝ma ＋μmg ＝m （M －m ）g M ＋mM mg ＝mg ，故D 正确．典例2（接触连接体问题）(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时，P和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( )A ．8B ．10C ．15D ．18 【答案】 BC典例2解码：设PQ 西边有n 节车厢，每节车厢的质量为m ，则F ＝nma ① 设PQ 东边有k 节车厢，则F ＝km ·23a ②联立①②得3n ＝2k ，由此式可知n 只能取偶数， 当n ＝2时，k ＝3，总节数为N ＝5 当n ＝4时，k ＝6，总节数为N ＝10 当n ＝6时，k ＝9，总节数为N ＝15当n ＝8时，k ＝12，总节数为N ＝20，故选项B 、C 正确．典例3：（弹簧连接体）物体A 、B 放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤相连，如图所示，今对物体A 、B 分别施以方向相反的水平力F 1、F 2，且F 1大于F 2，则弹簧秤的示数( )A ．一定等于F 1－F 2B ．一定大于F 2小于F 1C ．一定等于F 1＋F 2D ．条件不足，无法确定【答案】B典例3解码：两个物体一起向左做匀加速直线运动，对两个物体整体运用牛顿第二定律，有：F 1－F 2＝(M ＋m )a ，再对物体A 受力分析，运用牛顿第二定律，得到：F 1－F ＝Ma ，由以上两式解得F ＝mF 1＋MF 2M ＋m ，由于F 1大于F 2，故F 一定大于F 2小于F 1，故B 正确．典例4：（加速度相同的连接体问题）如图所示，质量为M 的小车放在光滑的水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m 的小球，M ＞m ，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θ角，细线的拉力为F 1.若用一力F ′水平向左拉小车，使小球和其一起以加速度a ′向左运动时，细线与竖直方向也成θ角，细线的拉力为F ′1.则( )A ．a ′＝a ，F ′1＝F 1B ．a ′＞a ，F ′1＝F 1C ．a ′＜a ，F ′1＝F 1D ．a ′＞a ，F ′1＞F 1【答案】B典例4解码：当用力F 水平向右拉小球时，以小球为研究对象， 竖直方向有F 1cos θ＝mg ①水平方向有F －F 1sin θ＝ma ， 以整体为研究对象有F ＝(m ＋M )a ，解得a＝mM g tan θ②当用力F′水平向左拉小车时，以球为研究对象，竖直方向有F′1cos θ＝mg③水平方向有F′1sin θ＝ma′，解得a′＝g tan θ④结合两种情况，由①③式有F1＝F′1；由②④式并结合M＞m有a′＞a.故正确选项为B.典例5：（加速度不同的连接体问题）如图所示，一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上，质量分别为m A＝1 kg和m B＝2 kg的物块A、B放在长木板上，A、B与长木板间的动摩擦因数均为μ＝0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用水平拉力F拉A，取重力加速度g＝10 m/s2.改变F的大小，B的加速度大小可能为()A．1 m/s2B．2.5 m/s2C．3 m/s2D．4 m/s2【答案】A典例5解码：A、B放在轻质长木板上，长木板质量为0，所受合力始终为0，即A、B所受摩擦力大小相等．由于A、B受到长木板的最大静摩擦力的大小关系为f A max<f B max，所以B 始终相对长木板静止，当拉力增加到一定程度时，A相对长木板滑动，B受到的最大合力等于A的最大静摩擦力，即f B＝f A max＝μm A g，由f B＝m B a B max，可知B的加速度最大为2 m/s2，选项A正确．针对训练：1.(多选)如图所示，质量分别为m A、m B的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ.为了增加轻线上的张力，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θD．增大动摩擦因数μ【答案】AB【解析】对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得：F－(m A＋m B)g sin θ－μ(m A＋m B)g cos θ＝(m A＋m B)a，隔离物块B，应用牛顿第二定律得，F T－m B g sin θ－μm B g cos θ＝m B a.两式联立可解得：F T＝m B Fm A＋m B，由此可知，F T的大小与θ、μ无关，m B越大，m A越小，F T越大，故A、B均正确．2.如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A、B，两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同，用平行于斜面的恒力F向上推物体A使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B对A的压力平行于斜面，则下列说法中正确的是()A．只减小A的质量，B对A的压力大小不变B．只减小B的质量，B对A的压力大小会增大C．只减小斜面间的倾角，B对A的压力大小不变D．只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ，B对A的压力会增大【答案】C【解析】将A、B看成一个整体，整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面向上的推力，根据牛顿第二定律可得a＝F－（m A＋m B）g sin θ－μ（m A＋m B）g cos θm A＋m B＝Fm A＋m B－g sin θ－μg cos θ，隔离B分析可得F N－m B g sin θ－μm B g cos θ＝m B a，解得F N＝m B Fm A＋m B，由牛顿第三定律可知，B对A的压力F N′＝m B Fm A＋m B，若只减小A的质量，压力变大，若只减小B的质量，压力变小，A、B错误；A、B之间的压力与斜面的倾角、与斜面间的动摩擦因数无关，C正确，D错误．3.如图所示，光滑水平面上，质量分别为m、M的木块A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做匀加速运动，木块间的轻质弹簧劲度系数为k，原长为L0，则此时木块A、B 间的距离为()A ．L 0＋MakB ．L 0＋makC ．L 0＋MFk （M ＋m ）D ．L 0＋F －mak【答案】 B【解析】 先以A 、B 整体为研究对象，加速度为：a ＝FM ＋m ，再隔离A 木块，弹簧的弹力：F 弹＝ma ＝k Δx ，则弹簧的长度L ＝L 0＋ma k ＝L 0＋mFk （m ＋M ），故选B.4.如图，光滑水平面上，水平恒力F 作用在木块上，长木板和木块间无相对滑动，长木板质量为M ，木块质量为m .它们共同加速度为a ，木块与长木板间的动摩擦因数为μ，则在运动过程( )A ．木块受到的摩擦力一定是μmgB ．木块受到的合力为FC ．长木板受到的摩擦力为μmgD ．长木板受到的合力为MFm ＋M【答案】D【解析】整体的加速度a ＝F M ＋m ，隔离长木板，受力分析，长木板所受的合力为F 合＝MFM ＋m ，且长木板所受的合力等于长木板所受的摩擦力，又长木板所受的摩擦力等于长木板对木块的摩擦力，故选项A 、C 错误，D 正确；木块所受的合力F 合′＝ma ＝mFM ＋m，故选项B 错误．。

4.动能
动能定理
-1-
4.动能
动能定理
目标导航
定位方向
知识梳理
构建体系
重难聚焦
释疑解惑
典例透析
思维突破
1.理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算.
2.理解动能定理的推导过程.
3.知道动能定理的适用条件,会用动能定理进行计算.
4.会用动能定理解决力学问题,掌握动能定理解题的步骤.
-2-
4.动能
知识梳理
题,用动能定理也可以求解,并且更为简捷
-8-
4.动能
探究一
动能定理
目标导航
定位方向
知识梳理
构建体系
重难聚焦
重难聚焦
释疑解惑
释疑解惑
典例透析
思维突破
探究二
(1)确定研究对象和研究过程
(2)对研究对象进行受力分析(研究对象以外的物体施于研
究对象的力都要分析,含重力)
(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功
解题
(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分
步骤
别写出该力在各个阶段做的功
(4)写出物体的初、末动能(注意动能变化量是末动能减初动
能)
(5)按照动能定理列式求解
-9-
4.动能
动能定理
目标导航
定位方向
知识梳理
构建体系
重难聚焦
释疑解惑
典例透析
典例透析
思维突破
思维突破
【例1】 (多选)一物体做变速运动时,下列说法正确的有 (
W=
ΔEk
动能定理
目标导航
定位方向
知识梳理
构建体系
重难聚焦
重难聚焦

2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍专题03 牛顿运动定律的综合应用题型一 动力学的连接体问题和临界问题【题型解码】整体法、隔离法交替运用的原则：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,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”．【典例分析1】(2019·四川教考联盟三诊)(多选)如图,在水平面上固定一倾角为30°的光滑斜面,斜面底部有一垂直于斜面的固定挡板,A 和B 用轻弹簧相连,A 靠在挡板上,C 靠在B 上,A 、B 、C 三者质量均为m ,力F 作用在C 上使弹簧处于压缩状态。

现撤去F ,弹簧弹开,最后使A 和挡板恰无弹力,重力加速度为g ,在这个过程中以下说法正确的是( )A ．当B 速度最大时,B 、C 间弹力为0 B ．当B 和C 分离时,A 对挡板的压力为12mg C ．当B 和C 分离时,它们的速度相等且达到最大 D ．当B 的速度最大时,A 对挡板的压力为32mg 【提分秘籍】(1)整体法与隔离法的使用条件①当连接体中各物体具有共同的加速度时,一般采用整体法；当系统内各物体的加速度不同时,一般采用隔离法。

②求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。

(2)两物体分离或相对滑动的条件①叠加体类连接体：两物体间刚要发生相对滑动时物体间的静摩擦力达到最大值。

②靠在一起的连接体：分离时相互作用力为零,但此时两物体的加速度仍相同。

(3)用滑轮连接的连接体的处理方法通过滑轮连接的两个物体：加速度大小相同。

加速度不为零时,轻绳的拉力不等于所悬挂物体的重力。

【突破训练】1.(2019·黑龙江哈尔滨三中三模)(多选)如图所示,A 、C 、D 长方体木块完全相同,质量均为m ,其中C 、D 放在光滑水平面上,A 放在长木板B 上,B 质量为2m ,A 、B 、C 、D 间动摩擦因数均为μ,现用水平向右的恒力F 拉木块A ,使A 、B 、C 、D 保持相对静止一起沿水平面向右运动,不计空气阻力,重力加速度为g ,则( )A ．B 对A 的摩擦力大小为μmg ,方向向左 B ．A 对B 的摩擦力大小为4F 5,方向向右 C ．C 对B 的摩擦力大小为2F 5,方向向右 D ．C 、D 两木块所受到的摩擦力大小相等,方向相同 2.(2019·河北衡水中学三模)(多选)如图甲所示,足够长的木板B 静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A 。

2020年强基计划物理专题讲解（核心素养提升）第3讲 牛顿运动定律知识精讲1.牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。

这是牛顿第一定律的内容。

牛顿第一定律是质点动力学的出发点。

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。

牛顿第一定律又称为惯性定律，惯性定律是物体的固有属性，可用质量来量度。

无论是静止还是匀速直线运动状态，其速度都是不变的。

速度不变的运动也就是没有加速度的运动，所以物体如果不受到其他物体的作用，就作没有加速度的运动，牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因。

牛顿第一定律只在一类特殊的参照系中成立，此参照系称为惯性参照系。

简称惯性系。

相对某一惯性系作匀速运动的参照系必定也是惯性系，牛顿第一定律不成立的参照系称为非惯性参照系，简称非惯性系，非2.牛顿第二定律(1)定律内容：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同(2)数学表达式：(3)理解要点ma F m F a ==∑∑或①牛顿第二定律不仅揭示了物体的加速度跟它所受的合外力之间的数量关系，而且揭示了加速度方向总与合外力的方向一致的矢量关系。

在应用该定律处理物体在二维平面或三维空间中运动的问题，往往需要选择适当的坐标系，把它写成分量形式①牛顿第二定律反映了力的瞬时作用规律。

物体的加速度与它所受的合外力是时刻对应的，即物体所受合外力不论在大小还是方向上一旦发生变化，其加速度也一定同时发生相应的变化。

①当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就如同其他力不存在—样；物体受几个力共同作用时，产生的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量和，如图3-1-1示。

这个结论称为力的独立作用原理。

①牛顿第二定律阐述了物体的质量是惯性大小的量度，公式反映了对同—物体，其所受合外跟它的加速度之比值是个常数，而对不同物体其比值不同，这个比值的大小就是物体的质量，它是物体惯性大小量度，当合外力不变时，物体加速度跟其质量成反比，即质量越大，物体加速度越小，运动状态越难改变，惯性也就越大。