【物理教案】2021江苏高考物理：第三章专题强化三应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题

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专题强化三　应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题

专题解读 1.本专题是应用动力学方法分析动力学图象问题、连接体问题、临界和极值问题

以及多运动过程问题．在高考中主要以选择题形式考查，且每年都有命题．

2．学好本专题可以培养同学们的分析推理能力、应用数学知识和方法解决物理问题的能

力．

3．本专题用到的规律和方法有：整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和

相关的数学知识．

1．常见图象

－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等．

2．题型分类

(1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．

(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．

(3)由已知条件确定某物理量的变化图象．

3．解题策略

(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，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)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，

两图线的交点等．

(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出

与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关

物理问题作出准确判断．

例1　(多选)(2019·全国卷Ⅲ·20)如图 1(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．t＝0时，木板开始受到水平外力 F的

作用，在 t＝4 s 时撤去外力．细绳对物块的拉力 f随时间 t变化的关系如图(b)所示，木板的

速度

与时间 t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 10

m/s2.由题给数据可以得出(　　)

图1

A．木板的质量为 1 kg

B．2～4 s 内，力 F的大小为 0.4 N

C．0～2 s 内，力 F的大小保持不变

D．物块与木板之间的动摩擦因数为 0.2

答案　AB

解析　由题图(c)可知木板在 0～2 s 内处于静止状态，再结合题图(b)中细绳对物块的拉力 f在

0～2 s 内逐渐增大，可知物块受到木板的摩擦力逐渐增大，故可以判断木板受到的水平外力 F

也逐渐增大，选项 C错误；由题图(c)可知木板在 2～4 s 内做匀加速运动，其加速度大小为 a1

＝

－

m/s2＝0.2 m/s2，对木板进行受力分析，由牛顿第二定律可得 F－Ff＝ma1，在 4～5

s内做匀减速运动，其加速度大小为 a2＝

－

m/s2＝0.2 m/s2，Ff＝ma2，另外由于物块

静止不动，同时结合题图(b)可知物块与木板之间的滑动摩擦力 Ff＝0.2 N，解得 m＝1 kg、F＝

0.4 N，选项 A、B正确；由于不知道物块的质量，所以不能求出物块与木板之间的动摩擦因

数，选项 D错误．

变式 1　(多选)(2015·江苏卷·6)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度 a随时间 t变化的

图线如图 2所示，以竖直向上为 a的正方向，则人对地板的压力(　　)

图2

A．t＝2 s 时最大 B．t＝2 s 时最小

C．t＝8.5 s 时最大 D．t＝8.5 s 时最小

答案　AD

解析　由题图知，在上升过程中，0～4 s 内，加速度方向向上，FN－mg＝ma，所以向上的加

速度越大，电梯对人的支持力就越大，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越大，故 A

正确，B错误；由题图知，7～10 s 内加速度方向向下，由 mg－FN＝ma 知，向下的加速度越

大，电梯对人的支持力就越小，由牛顿第三定律可知，人对电梯的压力就越小，故 C错误，

D正确．

1．连接体的类型

(1)弹簧连接体

(2)物物叠放连接体

(3)轻绳连接体

(4)轻杆连接体

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；在弹簧形变最大时，

两端连接体的速率相等．

3．处理连接体问题的方法

整体法的

选取原则

若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可

以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加

速度或其他未知量

隔离法的

选取原则

若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用

力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解

整体法、隔

离法的交

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时，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

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