秘籍03 牛顿运动定律的综合应用（原卷版）-备战2024年高考物理抢分秘籍.docx

秘籍03牛顿运动定律的综合应用

一、整体法和隔离法处理连接体问题

1.常见的连接体

（1）物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度

速度、加速度相同

（2）轻绳连接体：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。

速度、加速度相同

速度、加速度大小相等，方向不同

（3）轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度。

速度、加速度相同

（4）弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等。

2.整体法与隔离法处理连接体问题的思路

（1）整体法

当连接体内（即系统内）各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法。

（2）隔离法

当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法。

（3）处理连接体方法

①共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法。如图所示，先用整体法得出合力F与a的关系，F=（mA＋mB）a，再隔离单个物体（部分物体）研究F内力与a的关系，例如隔离B，F内力=mBa=F

②关联速度连接体

分别对两物体受力分析，分别应用牛顿第二定律列出方程，联立方程求解。

二、牛顿运动定律处理运动学中的图像问题

1.常见图像

（1）v-t图像：根据图像的斜率判断加速度的大小和方向，再根据牛顿第二定律求解。

（2）a-t图像：注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解。

（3）F-t图像：结合物体受到的力，由牛顿第二定律求出加速度，分析每一段的运动情况。

（4）F-a图像：首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意义，从而由图像给出的信息求出未知量。

加速度是联系v－t图象与F－t图象的桥梁．

2．图象的应用

(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．

(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．

(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析．

3．解答图象问题的策略

（1）分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点。

（2）注意图线中的一些特殊点：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等。

（3）明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。

三、牛顿运动定律处理动力学中的临界极值问题

1.常见的动力学临界极值问题及其条件

（1）接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN=0。

（2）相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值。

（3）绳子断裂与松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是FT=0。

（4）最终速度（收尾速度）的临界条件：物体所受合外力为零。

四、超重和失重问题

1．超重和失重

(1)视重

当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．

(2)超重、失重和完全失重的比较

超重

失重

完全失重

概念

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象

物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象

产生条件

物体的加速度方向竖直向上

物体的加速度方向竖直向下

物体的加速度方向竖直向下，大小a＝g

运动状态

加速上升或减速下降

加速下降或减速上升

以a＝g加速下降或减速上升

原理方程

F－mg＝ma

F＝m(g＋a)

mg－F＝ma

F＝m(g－a)

mg－F＝ma

F＝0

【题型一】牛顿运动定律处理连接体问题

【典例1】由同种材料制成的两滑块A、B用一根轻质细绳连接，将滑块B按在水平桌面上，细绳跨过轻质定滑轮将滑块A悬挂在空中，如图甲所示，松手后滑块A、B的加速度大小均为。现仅将滑块A、B位置互换（如图乙所示），松手后滑块A、B的加速度大小均为3a。已知滑块B的质量等于滑块A的质量的两倍，则滑块与水平桌面间的动摩擦因数为（）

A．0.1 B．0.2 C．0.3 D．0.4

【典例2】如图所示，一条轻绳跨过光滑定滑轮，两端与质量分别为2m和m的物体P、Q连接，轻弹簧竖直放置，上端与物体Q相连，下端固定在水平面上。用手托住物体P，当轻绳刚好被拉直时，物体P离地