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1、第二讲 动力学考题应试策略,1.掌握应用动力学问题处理的基本方法,弄清解题的常见误区。 2.熟练掌握各种常见模型的处理方法和技巧。如连接体、传送带、板块模型等;掌握隔离法和整体法应用。学会临界或极值问题的分析方法。 3.对应十年高考典型试题强化训练,查缺补漏。 4.学会总结归纳,掌握分析技巧,多题一解,一题多解。强化物理观念,提升科学思维等核心素养。,一、力与物体的平衡问题 1.应用“状态法”解题时应注意的问题 状态法是分析判断静摩擦力有无及方向、大小的常用方法,用该方法可以不必分析物体相对运动的趋势,使模糊不清的问题明朗化,复杂的问题简单化。在使用状态法处理问题时,需注意以下两点: (1)明
2、确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。 (2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角。,2.受力分析四步骤,3.静态平衡问题的解题四步骤,4.解决动态平衡问题的常用方法 动态平衡问题是指通过控制某些物理量,使物体状态发生缓慢变化,而在这个过程中物体始终处于一系列的平衡状态。解决动态平衡的关键是,抓住不变量,确定自变量,依据不变量与自变量的关系来确定其他量的变化规律。解决动态平衡问题的常用方法有:,二、牛顿定律的理解和应用 1.牛顿第一定律的应用技巧 (1)应用牛顿第一定律分析实际问题时,要把生活感
3、受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系,正确理解力不是维持物体运动状态的原因,克服生活中一些错误的直观印象,建立正确的思维习惯。 (2)如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力作用。因此,判断物体的运动状态是否改变,以及如何改变,应分析物体的受力情况。,2.应用牛顿第二定律瞬时关系解决问题的“四步骤”,3.应用牛顿第二定律分析两类基本问题解题四步骤,三、动力学问题常见模型 1.叠加、滑块木板模型问题解题技巧 (1)叠加模型的问题处理方法:叠加模型问题实际就是连接体问题:一般先整体、后隔离、找临界;临界完了是板块。 (2)板块问题特点:滑块(视为质点)置于木板上,滑块和木板均
4、相对地面运动,且滑块和木板在摩擦力的相互作用下发生相对滑动。 两种位移关系 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长。,设板长为L,滑块位移大小为x1,滑板位移大小为x2, 同向运动时:如图甲所示,L=x1-x2反向运动时:如图乙所示,L=x1+x2 解题思路:一是分别分析滑块和滑板的受力情况,根据牛顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度;二是对滑块和滑板进行运动情况分析,找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系,建立方程。特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。,2.连接体问题的解题技巧 (1)多个相互关联的物体连接(叠放、绳子
5、、细杆)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。 (2)研究对象的选择 在分析求解时,首先的关键就是研究对象的选择,其方法有两种:一是隔离法,二是整体法。 加速度相同的连接体: 若求解整体的加速度,可用整体法。整个系统看成一个研究对象,分析整体受外力情况,再由牛顿第二定律求出加速度。 若求解系统内力,可先用整体法求出整体的加速度,再用隔离法将内力转化成外力,由牛顿第二定律求解。,加速度不同的连接体: 若系统内各个物体的加速度不同,一般应采用隔离法。以各个物体分别作为研究对象,对每个研究对象进行受力和运动情况分析,分别应用牛顿第二定律建立方程,并注意应用各个
6、物体的相互作用关系,联立求解。 (3)充分挖掘题目中的临界条件。相接触与脱离的临界条件:接触处的弹力FN=0;相对滑动的临界条件:接触处的静摩擦力达到最大静摩擦力;绳子断裂的临界条件:绳子中的张力达到绳子所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件:张力为零。,四、处理圆周运动的动力学问题的四步骤 1.要明确研究对象。 2.对其进行受力分析,明确向心力的来源。 3.确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径。 4.将牛顿第二定律应用于圆周运动,得到圆周运动中的动力学方程,有以下各种情况: 解题时应根据已知条件合理选择方程形式。,五、利用万有引力定律解决卫星运动的一般思路 1.一个模型 天体(包括卫
7、星)的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型。 2.两组公式 卫星运动的向心力来源于万有引力: 在中心天体表面或附近运动时,万有引力近似等于重力,即: (g为星体表面处的重力加速度)。,【典例1】 如图所示,MON为张角为90的V形光滑支架,小球静止于支架内部,初始时刻支架的NO边处于竖直方向,将支架绕O点顺时针缓慢转动90的过程中,NO板对小球弹力变化情况为( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大,【分析】 该题与2017年全国1卷、2014年上海高考题基本相同。属于二力方向变化模型。此类问题可以用解析法和作图法,注意重物受三个力中只有重力恒定不变,且OM、MN两力
8、的夹角不变,两力的大小、方向都在变。,【解析及答案】解析法: 以小球为研究对象,分析受力,小球开始受到重力G、挡板OM对小球的弹力,设ON挡板与竖直方向的夹角为,开始以O点为轴顺时针缓慢转动90过程中,小球的合力为零,保持不变。以OM方向为y轴,以ON方向为x轴,根据平衡条件有FM=mgcos ,FN=mgsin ,所以在从零开始增加到90过程中挡板ON对小球的弹力FN=mgsin 逐渐增大,A正确。,【典例2】 质量为M的半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端固定一个竖直挡板AB,在P上放两个大小相同的光滑小球C和D,质量均为m,其右端固定一个竖直挡板AB,整个装置的纵截面图如图所示。开始P
9、C球心连线与水平面的夹角为,PD球心连线处于竖直方向。则下列说法正确的是( ) A.P和挡板对小球C的弹力分别为 B.地面对P的摩擦力大小为零 C.使挡板缓慢地向右平行移动,P、C保持接触,P始终保持静止,地面对P的摩擦力大小不断增大 D.使挡板绕B点顺时针缓慢地转动,小球D一定与C一起缓慢下滑 【分析】该题与2016年全国2卷、2013年天津卷、2012年全国卷、2009年全国卷考法相同。属于三力中一力大小方向均不变,一力方向不变题型。,【解析及答案】 对小球C受力分析,受到重力mg、挡板AB的支持力FN1和P对C的支持力FN2,如图所示。根据平衡条件,得 ,A错误;以P、C、D整体为研究对
10、象,对整体受力分析,受到总重力、挡板AB的支持力FN1,地面的支持力FN3,地面的静摩擦力Ff,根据共点力平衡条件,有FN3=(M+2m)g,Ff=FN1,B错误;使挡板缓慢地向右平行移动,由于不断减小,故Ff不断增大,C正确;由于PD球心连线处于竖直方向,当使挡板绕B点顺时针缓慢地转动,小球D可继续保持静止,D错误。,【素养点拨】在历年高考题中有很多相似或相近题目,它们有的形似,有的神似,通过做高考题,注意“多题一解”,即做了同一知识点的许多高考题后,加以梳理、归纳、提炼、异中求同,揭开不同习题的表面现象,挖掘其本质的结构,以达到应用物理知识的变通性、规律性和发展性,从而使我们脱离“题海”,
11、获得事半功倍的效果。 复习做题时,要对应典型高考题,做到“一题多解、一解多变、多题一解”,掌握解题技巧,提高解题能力,进而以不变应万变去解答各种类型的题目,达到举一反应、触类旁通之效。,【典例3】 (2019湖南衡阳二模)如图甲所示,在水平面上有一质量为m1=1 kg的足够长的木板,其上叠放一质量为m2=2 kg的木块,木块和木板之间的动摩擦因数1=0.3,木板与地面间的动摩擦因数2=0.1。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加随时间t增大的水平拉力F=3t(N),重力加速度大小g取10 m/s2。 (1)求木块和木板保持相对静止的时间t1; (2)t=10 s时,两
12、物体的加速度各为多大; (3)在如图乙画出木块的加速度随时间変化的图象(取水平拉力F的方向为正方向,只要求画图,不要求写出理由及演算过程)。,甲,乙,【分析】该题与2014江苏卷、2015全国1卷、全国2卷、2017全国3卷、2016江苏卷、2018海南卷题目等都属于叠加板块模型。 【解析及答案】(1)当F2(m1+m2)g=3 N时,木块和木板都没有拉动,处于静止状态。 当木块和木板一起运动时,对m1: Ffmax-2(m1+m2)g=m1a max,F fmax=1m2g,解得:a max=3 m/s2,对整体有:F max-2(m1+m2)g=(m1+m2)a max,解得:F max=12 N 由F max=3t(N)得:t=4 s。 (2)t=10 s时,两物体已相对运动,则有: 对m1:1m2g-2(m1+m2)g=m1a1 解得:a1=3 m/s2 对m2:F-1m2g=m2a2 F=310 N=30 N 解得:a2=12 m/s2。,(3)图象过(1,0),(4,3),(10,12) 图象如图所示。 【素养点拨】本题考查学生是否有加速度、牛顿定律、摩擦力等清晰的物理观念,要求能用运动和力的观念,通过模型构建、科学归纳推理解决实际问题。,