2018高中物理牛顿定律应用专题2轻松处理单体的多过程问题学案新人教版必修1.doc

轻松处理单体的多过程问题一、 考点突破知识点考纲要求题型分值牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用理解牛顿第二定律，会灵活运用牛顿第二定律解决单个物体的多过程问题各题型均有涉及615分二、重难点提示分清各阶段间的关系，并能找到边界条件。牛顿第二定律确定了力和运动之间的联系，可以帮助我们解决很多问题，而有些研究对象的运动过程不是单一的，我们称为多过程问题。比如说有的问题原来静止，现在要加速运动，这两个过程都是我们必须要考虑的，还要去寻找这两个状态之间的联系。还有其他的多过程类型，解决这类问题关键是要理清物体的运动情况，也就是要进行运动过程分析，接下来就是要找相邻两个过程之间的关联，我们叫做边界条件。一般解题思路：1.“合”初步了解全过程，构建大致运动图景；2.“分”将全过程进行分解，分析每个过程的规律；3.“合”找到子过程之间的联系，寻找解题方法。分析要点：1. 题目中有多少个物理过程？2. 每个过程物体做什么运动？3. 每种运动满足什么物理规律？4. 运动过程中的一些关键位置（时刻）是哪些?例题1 一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小，在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是（）A. a和v都始终增大B. a和v都先增大后减小C. a先增大后减小，v始终增大D. a和v都先减小后增大思路分析：质点受到的合外力先从0逐渐增大，然后又逐渐减小为0，合力的方向始终未变，故质点的加速度方向不变，先增大后减小，速度始终增大，本题选C。答案：C例题2 一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是（）A. 速度增大，加速度增大B. 速度增大，加速度减小C. 速度先增大后减小，加速度先增大后减小D. 速度先增大后减小，加速度先减小后增大思路分析：滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力Ff和弹簧向右的拉力F拉，合力F合FfF拉ma，当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，逐渐增大，拉力F拉逐渐增大，因为皮带的速度v足够大，所以合力F合先减小后反向增大，从而加速度a先减小后反向增大；滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前，加速度与速度同向，滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后，加速度便与速度方向相反，故滑块的速度先增大，后减小。答案：D技巧点拨：对于弹簧的问题，我们还可以对其极限状态进行分析，如起始端状态、中间特殊点状态，再推演中间变化的过程，更加清晰。例题3 如图所示，倾角为30的光滑斜面与粗糙水平面平滑连接，现将一滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点，已知A点距水平面的高度h0.8 m，B点距C点的距离L2.0 m。（滑块经过B点时没有能量损失，g10 m/s2），求：（1）滑块在运动过程中的最大速度；（2）滑块与水平面间的动摩擦因数；（3）滑块从A点释放后，经过时间t1.0 s时速度的大小。思路分析：教你审题第一步：读题抓关键词获取信息光滑斜面与粗糙的水平面 滑块在斜面上不受摩擦力，在水平面受摩擦力从斜面上的A点由静止释放 滑块的初速度v00最终停在水平面上的C点 滑块的末速度为零滑块经过B点时没有能量损失 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两分析受力分析、运动分析滑块在斜面上：滑块做初速度为零的匀加速直线运动。滑块在水平面上：滑块做匀减速运动。第三步：选择合适的方法及公式利用正交分解法、牛顿运动定律及运动学公式列式求解。（1）滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，故滑块运动到B点时速度最大为vm，设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1，则有mgsin 30ma1，2a1，解得：vm4 m/s（2）滑块在水平面上运动的加速度大小为a2，mgma2v2a2L，解得：0.4（3）滑块在斜面上运动的时间为t1，vma1t1得t10.8 s由于tt1，滑块已经经过B点，做匀减速运动的时间为tt10.2 s设t1.0 s时速度大小为vvma2（tt1）解得：v3.2 m/s答案：（1）4 m/s（2）0.4（3）3.2 m/s图象与多过程问题多过程问题表示在图像上，我们可以更清晰的划分力或运动的变化阶段，更有利对于问题的解答。【针对训练】利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况，实验时让某消防队员从平台上跳下，自由下落，在t1时刻双脚触地，他顺势弯曲双腿，重心又下降了h。计算机显示消防队员双脚触地后重心下降h过程，他受到地面支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是（）A. 在t1至t3时间内消防队员的重心在加速下降B. 在t2至t4时间内消防队员的重心在减速下降C. t3时刻消防队员的速度达最大值D. t3时刻消防队员的加速度为零思路分析：A. t1时刻双脚触底，在t1至t2时间内消防员受到的合力向下，其加速度向下，他做加速度减小的加速下落运动；而t2至t3时间内，人所受合力向上，人应做向下的减速运动，故A错误； B. 在t2至t4时间内他所受的合力向上则加速度向上，故消防员做向下的减速运动，故B正确； C. t2时刻之前人做加速运动，而此后人做减速运动，故t2时刻消防员的速度达最大，故C错误； D. t3时刻，人受到的合力不为零，故加速度不可能为零，故D错误。答案：B【易错指津】 摩擦力对运动状态的影响如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则（）A. 物体从A到O先加速后减速B. 物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C. 物体运动到O点时，所受合力为零D. 物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小易错提醒：解答此题时容易犯的错误是认为弹簧无形变时物体的速度最大，加速度为零，忽略了摩擦力对物体运动状态的影响。从而错选B、C、D，这显然是没有对物理过程进行认真分析的结果。分析物理问题时，要在脑海里建立起一幅清晰的动态图景。思路分析：物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右，随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大，当物体向右运动至AO间某点（设为点O）时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大，此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左，至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大，所以物体越过O点后，合力（加速度）方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，故物体做加速度逐渐增大的减速运动，正确选项为A.。答案：A【思路】我们能否将本题运用图象法进行求解。4