2008高考物理专题复习三 力和运动 牛顿运动定律.doc

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2008高考物理专题复习三力和运动牛顿运动定律

课时安排：2课时
教学目标：1．深入理解力和运动的关系、知道动力学的两类基本问题；学会处理动力学问题的一般思路和步骤
2．应用牛顿运动定律解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力
本讲重点：牛顿运动定律的应用
本讲难点：1．力和运动的关系
2．牛顿运动定律的应用

一、考纲解读
本专题涉及的考点有：牛顿运动定律及其应用；超重和失重。
《大纲》对牛顿运动定律及其应用为Ⅱ类要求，对超重和失重为Ⅰ类要求。
牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，各种题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理牛顿第二定律，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度而且还能考查考生从材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。
二、命题趋势
牛顿运动定律是解决力和运动关系问题的依据，是历年高考命题的热点。总结近年高考的命题趋势，一是考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，如为使物体变为某一运动状态，应选择怎样的施力方案；二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的能力。
三、例题精析
【例1】一斜面AB长为5m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为，求小物体下滑到斜面底端B时的速度及所用时间．（g取10m/s2）

解析：以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示．物块受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f，

垂直斜面方向，由平衡条件得：mgcos30°=N
沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mgsin30°-f=ma
又f=μN
由以上三式解得a=2.5m/s2
小物体下滑到斜面底端B点时的速度：5m/s
运动时间：s
题后反思：以斜面上物体的运动为背景考查牛顿第二定律和运动学知识是常见的题型之一，熟练掌握斜面上物体的受力分析，正确求解加速度是解决问题的关键。
【例2】如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角θ=37º，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直．木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50．现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑．求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力大小．（取g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）
A
θ
B
M
N

解析：以木块和小球整体为研究对象，设木块的质量为M，下滑的加速度为a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：
（M＋m）gsin37º－μ（M＋m）gcos37º=（M＋m）a
解得：a=g（sin37º－μcos37º）=2m/s2
以小球B为研究对象，受重力mg，细线拉力T和MN面对小球沿斜面向上的弹力FN，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：
mgsin37º－FN=ma
解得：FN=mgsin37º－ma=6N．
由牛顿第三定律得，小球对木块MN面的压力大小为6N．
题后反思：对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解．
由整体法求解加速度时，F=ma，要注意质量m与研究对象对应．

【例3】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）
解析：设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为a1，有
①
桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a2表示加速度的大小，有
②
设盘刚离开桌布时的速度为v1，移动的距离为x1，离开桌布后在桌面上在运动距离x2后便停下，有
③
④
盘没有从桌面上掉下的条件是
⑤
设桌布从盘下抽出的时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有
⑥
⑦
而
⑧
由以上各式解得
⑨
题后反思：本题涉及到圆盘和桌布两个物体的运动，而且圆盘的运动过程包括加速和减速两个过程，本题是一个综合性较强的动力学问题，难度较大。画出研究对象的运动草图，抓住运动过程的特点分别应用牛顿第二定律和运动学公式即可求解。
【例4】如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连