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1、一、物理图象在动力学问题中的应用一、物理图象在动力学问题中的应用1.1.物理图象信息量大物理图象信息量大,包含知识内容全面包含知识内容全面,好多习题已知条件好多习题已知条件是通过物理图象给出的是通过物理图象给出的,动力学问题中常见的有动力学问题中常见的有x-tx-t、v-tv-t、F-tF-t及及a-Fa-F等图象等图象.2.2.遇到带有物理图象的问题时遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象要认真分析图象,要从它的物要从它的物理意义理意义,点点,线段线段,斜率斜率,截距截距,交点交点,拐点拐点,面积等方面了解图面积等方面了解图象给出的信息象给出的信息,再利用共点力平衡再利用共点力平衡,牛顿运
2、动定律及运动学公牛顿运动定律及运动学公式去解题式去解题.【典例【典例1 1】（】（20112011大连高一检测）放在水平地面上的一物大连高一检测）放在水平地面上的一物块块,受到方向不变的水平推力受到方向不变的水平推力F F的作用的作用,F,F的大小与时间的大小与时间t t的关的关系如图甲所示系如图甲所示,物块速度物块速度v v与时间与时间t t的关系如图乙所示的关系如图乙所示.取重力取重力加速度加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2.由此两图象可以求得物块的质量由此两图象可以求得物块的质量m m和物块与和物块与地面之间的动摩擦因数地面之间的动摩擦因数分别为（分别为（）A.m=0.5 kg
3、,=0.4 B.m=1.5 kg,A.m=0.5 kg,=0.4 B.m=1.5 kg,=C.m=0.5 kg,=0.2 D.m=1 kg,C.m=0.5 kg,=0.2 D.m=1 kg,=0.2=0.2【解析【解析】选选A.A.由由F-tF-t图和图和v-tv-t图可得图可得,物块在物块在2 s2 s到到4 s4 s内所受内所受外力外力F=3 N,F=3 N,物块做匀加速运动，物块做匀加速运动，a=m/sa=m/s2 2=2 m/s=2 m/s2 2,F-F,F-Ff f=ma=ma，即，即3-10m=2m.3-10m=2m.物块在物块在4 s4 s到到6 s6 s所受外力所受外力F=2N
4、F=2N，物块做匀速直线运动，物块做匀速直线运动，则则F=FF=Ff f,F=mg,F=mg，即，即10m=2.10m=2.由由解得解得m=0.5 kg,m=0.5 kg,=0.4=0.4，故，故A A选项正确选项正确.vt42215二、牛顿第二定律中的临界和极值问题二、牛顿第二定律中的临界和极值问题1.1.概念概念（1 1）临界问题）临界问题:某种物理现象某种物理现象(或物理状态或物理状态)刚好要发生或刚刚好要发生或刚好不发生的转折状态好不发生的转折状态.（2 2）极值问题）极值问题:在满足一定的条件下在满足一定的条件下,某物理量出现极大值某物理量出现极大值或极小值的情况或极小值的情况.2.
5、2.关键词语：在动力学问题中出现的关键词语：在动力学问题中出现的“最大最大”、“最小最小”、“刚好刚好”、“恰能恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件隐含了相应的临界条件.3.3.常见类型常见类型:动力学中的常见临界问题主要有三类动力学中的常见临界问题主要有三类:一是弹力一是弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题;二是绳子的二是绳子的绷紧与松弛的问题绷紧与松弛的问题;三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题题.4.4.解题关键解题关键:解决此类问题的关键是对物
6、体运动情况的正确解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确分析分析,对临界状态的判断与分析对临界状态的判断与分析,找出处于临界状态时存在的找出处于临界状态时存在的独特的物理关系独特的物理关系,即临界条件即临界条件.常见的三类临界问题的临界条件常见的三类临界问题的临界条件（1 1）相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是）相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是:相互作用相互作用的弹力为零的弹力为零.（2 2）绳子松弛的临界条件是）绳子松弛的临界条件是:绳的拉力为零绳的拉力为零.（3 3）存在静摩擦的系统）存在静摩擦的系统,当系统外力大于最大静摩擦力时当系统外力大于最大静摩擦力时,物体间不一定有相对滑
7、动物体间不一定有相对滑动,相对滑动与相对静止的临界条件相对滑动与相对静止的临界条件是是:静摩擦力达到最大值静摩擦力达到最大值.【典例【典例2 2】（】（20112011芜湖高一检测）如图所示，物体的质量芜湖高一检测）如图所示，物体的质量为为2 kg2 kg，两根轻绳，两根轻绳ABAB和和ACAC的一端连接于竖直墙上，另一端系的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成6060角角的拉力的拉力F F，若要使两绳都能伸直，求拉力，若要使两绳都能伸直，求拉力F F的大小范围的大小范围.【解析【解析】A A受力如图所示，由平衡条件得
8、：受力如图所示，由平衡条件得：Fsin+FFsin+F1 1sin-mg=0 sin-mg=0 Fcos-FFcos-F2 2-F-F1 1cos=0 cos=0 由由式得：式得：F=-FF=-F1 1 F=+F=+要使两绳都能伸直，则有要使两绳都能伸直，则有:F F1 10 0 F F2 20 0 mgsin2F2cosmg2sin由由式得式得F F的最大值为：的最大值为：F Fmaxmax=mg/sin=mg/sin=N=N由由式得式得F F的最小值为：的最小值为：F Fminmin=mg/2sin=N=mg/2sin=N故故F F的取值范围为的取值范围为 NF NNF N答案：答案：NF
9、 NNF N40 3/320 3/320 3/340 3/320 3/340 3/3三、整体法、隔离法解决连接体问题三、整体法、隔离法解决连接体问题1.1.连接体连接体连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体（它们具有相连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体（它们具有相同的运动状态即相等的速度、加速度，或叠放在一起，或并同的运动状态即相等的速度、加速度，或叠放在一起，或并排挤在一起，或用绳、杆联系在一起）组成的系统（也叫物排挤在一起，或用绳、杆联系在一起）组成的系统（也叫物体组）体组）.2.2.解决连接体问题的基本方法解决连接体问题的基本方法处理连接体问题的方法处理连接体问题的方法:整体法与
10、隔离法整体法与隔离法.要么先整体后隔离要么先整体后隔离,要么先隔离后整体要么先隔离后整体.不管用什么方法解题不管用什么方法解题,所使用的规律都是所使用的规律都是牛顿运动定律牛顿运动定律.（1 1）解答问题时）解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来决不能把整体法和隔离法对立起来,而应而应该把这两种方法结合起来该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际情况出发从具体问题的实际情况出发,灵活灵活选取研究对象选取研究对象,恰当选择使用隔离法或整体法恰当选择使用隔离法或整体法:在连接体内各物体具有相同的加速度时在连接体内各物体具有相同的加速度时,可先把连接体当成可先把连接体当成一个整体一个整体,分析受
11、到的外力及运动情况分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求利用牛顿第二定律求出加速度出加速度,若要求连接体内各物体相互作用的内力若要求连接体内各物体相互作用的内力,则需把物则需把物体隔离体隔离,对某个物体单独进行受力分析对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律再利用牛顿第二定律对该物体列式求解对该物体列式求解.（2 2）在使用隔离法解题时）在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体所选取的隔离对象可以是连接体中的某一部分物体中的某一部分物体(包含两个或两个以上的单个物体包含两个或两个以上的单个物体),),也可也可以是连接体的某一个物体以是连接体的某一个物体,而这而这“某一部分某
12、一部分”的选取，也应的选取，也应根据问题的实际情况灵活处理根据问题的实际情况灵活处理.【典例【典例3 3】（】（20112011庆阳高一检测）庆阳高一检测）如图所示，质量为如图所示，质量为M M的木箱放在光滑的木箱放在光滑水平地面上，受到一水平恒力水平地面上，受到一水平恒力F F的作的作用，木箱的顶部用细绳悬挂一质量用，木箱的顶部用细绳悬挂一质量为为m m的小球，若想使细绳与竖直方向的小球，若想使细绳与竖直方向夹角为夹角为，则恒力，则恒力F F应为多大？应为多大？【解析【解析】以小球为研究对象，受力如图所示，根据题意小球以小球为研究对象，受力如图所示，根据题意小球所受合力水平向右，则：所受合力水平向右，则：mgtanmgtan=ma=ma解得：解得：a=gtana=gtan以木箱和小球整体为研究对象，以木箱和小球整体为研究对象，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F=(M+m)a=(M+m)gtanF=(M+m)a=(M+m)gtan.答案：答案：(M+m)gtan(M+m)gtan
11-12高中物理全程学习方略配套课件：4牛顿运动定律（人教版必修1）
