高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律第3节课时3牛顿运动定律综合应用：动力学中的临界极值问题分析课件鲁.ppt

1、热点突破：热点突破：动力学中的临界极值动力学中的临界极值 问题分析问题分析 1.1.热点透析热点透析 2.2.典例剖析典例剖析 3.3.规律方法规律方法 4.4.备选训练备选训练 5.5.真题演练真题演练第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律一、热点透析一、热点透析1.1.热点透析热点透析1动力学中的临界极值问题的标志动力学中的临界极值问题的标志(1)题目中有题目中有“刚好刚好”、“恰好恰好”、“正好正好”等字眼，表明题述过等字眼，表明题述过程存在临界点。程存在临界点。(2)若题目中有若题目中有“取值范围取值范围”、“多长时间多长时间”、“多大距离多大距离”等词等词语，表明题述的过程存在语，表

2、明题述的过程存在“起止点起止点”，而这些起止点往往就对应，而这些起止点往往就对应临界状态。临界状态。(3)若题目中有若题目中有“最大最大”、“最小最小”、“至多至多”、“至少至少”等字眼，等字眼，表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是临界点。表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是临界点。(4)若题目要求若题目要求“最终加速度最终加速度”、“稳定速度稳定速度”等，即是求收尾加等，即是求收尾加速度或收尾速度。速度或收尾速度。2几种临界状态和其对应的临界条件如下表所示：几种临界状态和其对应的临界条件如下表所示：临界状态临界状态临界条件临界条件速度达到最大速度达到最大加速度达到最大加速度达到最大两

3、物体刚好分离两物体刚好分离绳刚好被拉直绳刚好被拉直绳刚好被拉断绳刚好被拉断刚好相对滑动刚好相对滑动物体所受的合外力为零物体所受的合外力为零两物体间的弹力两物体间的弹力FN0绳中张力为零绳中张力为零绳中张力等于绳能承受的最大拉力绳中张力等于绳能承受的最大拉力两物体间摩擦力达到最大静摩擦力两物体间摩擦力达到最大静摩擦力物体所受的合外力最大物体所受的合外力最大3.3.处理临界问题的常用方法处理临界问题的常用方法(1)(1)极限法极限法特征：特征：题目中出现题目中出现“最大最大”、“最小最小”、“刚好刚好”等关键词时等关键词时,一般隐含着临界问题。一般隐含着临界问题。处理处理方法：方法：常把物理问题或

4、过程推向常把物理问题或过程推向极端极端,从而将临界状态及临界条件显露出来从而将临界状态及临界条件显露出来,以达到快速求解的以达到快速求解的目的。目的。(2)(2)假设法假设法特征：特征：有些物理过程有些物理过程无无明显的临界问题线索明显的临界问题线索,但在变化过程中但在变化过程中可能出现临界状态可能出现临界状态,也可能不会出现临界状态。也可能不会出现临界状态。处理方法：处理方法：一一般用假设法般用假设法,即假设出现某种临界状态即假设出现某种临界状态,分析物体的受力情况及分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符运动状态与题设是否相符,然后根据实际情况进行处理。然后根据实际情况进行处理。(3)(

5、3)数学方法数学方法将物理过程转化为数学表达式，将物理过程转化为数学表达式，再由再由数学中求极值的方法，求数学中求极值的方法，求出临界条件。出临界条件。通常要通常要涉及二次函数、不等式、三角函数等。涉及二次函数、不等式、三角函数等。二、典例剖析二、典例剖析2.2.典例剖析典例剖析【例例5】如图示，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为如图示，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜的固定斜面，斜面上放一质量为面，斜面上放一质量为m的光滑球。静止时，箱子顶部与球接触的光滑球。静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改

6、做加速度大小为大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中，运动过程中的最大速度为的最大速度为v。(1)(1)求箱子加速阶段的加速度大小求箱子加速阶段的加速度大小a。(2)(2)若若agtan ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。转解析转解析需要挖掘出此不等式隐需要挖掘出此不等式隐含了什么条件？含了什么条件？减速运动中的减速运动中的a越大，越大，光滑球的受力情况会如光滑球的受力情况会如何变化？何变化？此情况下光滑球此情况下光滑球受力如图所示受力如图所示转原题转原题【备选备选】如图示，在倾角为如图示

7、，在倾角为30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块连接的物块A、B，它们的质量均为，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为k，C为一固为一固定挡板，系统处于静止状态现开定挡板，系统处于静止状态现开始用一沿斜面方向的力始用一沿斜面方向的力F拉物块拉物块A使使之向上做匀加速运动，当物块之向上做匀加速运动，当物块B刚要刚要离开离开C时时F的大小恰为的大小恰为2mg.求从求从F开始开始作用到物块作用到物块B刚要离开刚要离开C的时间的时间 解析显隐解析显隐此刻物块此刻物块A、B的受力及运动情的受力及运动情况如何？况如何？分析思路：分析思路：taA、xA；a

8、A受力分析受力分析;xA弹簧长度的变化量弹簧长度的变化量.三、规律方法三、规律方法3.3.规律方法规律方法规律总结规律总结(1)(1)认真审题，详尽分析问题中变化的过程认真审题，详尽分析问题中变化的过程(包括分析整包括分析整体过程中有几个阶段体过程中有几个阶段)；(2)(2)寻找过程中变化的物理量；寻找过程中变化的物理量；(3)(3)探索物理量的变化规律；探索物理量的变化规律；(4)(4)确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。挖掘临界条件是解题的关键。挖掘临界条件是解题的关键。【变式训练变式训练6】如图将质量如图将质量m1.24 1.24 kg的圆

9、环套在固定的水平直的圆环套在固定的水平直杆上杆上,环的直径略大于杆的截面直径环的直径略大于杆的截面直径,环与杆的动摩擦因数为环与杆的动摩擦因数为0.80.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角。对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角5353的恒定的恒定拉力拉力F，使圆环从静止开始做匀加速直线运动，第，使圆环从静止开始做匀加速直线运动，第1 1 s内前进了内前进了2 2 m。(取取g10 10 m/s2 2，sin 53 530.80.8，cos 53 530.6)0.6)求：求：(1)(1)圆环加速度圆环加速度a的大小；的大小；(2)(2)拉力拉力F的大小。的大小。拉力拉力F的大小不同，圆

10、环的大小不同，圆环受力情况会有哪些不同？受力情况会有哪些不同？尤其是圆环与杆间的滑动尤其是圆环与杆间的滑动摩擦力会有什么变化？摩擦力会有什么变化？圆环的受力情况圆环的受力情况有两种可能有两种可能 此条件即可求圆此条件即可求圆环的加速度环的加速度a。四、备选训练四、备选训练4.4.备选训练备选训练【备选训练备选训练】如图示如图示,水平面上质量均为水平面上质量均为4 kg的两木块的两木块A、B用一轻用一轻弹簧相连接弹簧相连接,整个系统处于平衡状态现用一竖直向上的力整个系统处于平衡状态现用一竖直向上的力F拉动拉动木块木块A，使木块，使木块A向上做加速度为向上做加速度为5 m/s2的匀加速直线运动选定

11、的匀加速直线运动选定A的起始位置为坐标原点，的起始位置为坐标原点，g10 m/s2，从力，从力F刚作用在木块刚作用在木块A的的瞬间到瞬间到B刚好离开地面这个过程中，力刚好离开地面这个过程中，力F与木块与木块A的位移的位移x之间关之间关系图象正确的是系图象正确的是()转转 解析解析解题思路解题思路F施力前施力前A、B受力情况受力情况B刚好离开地面时刚好离开地面时A、B受受力力aA弹簧形变弹簧形变xA整体过程中运动遵从整体过程中运动遵从的运动规律的运动规律转转 例题例题解析解析设初始状态时，弹簧的压缩量为设初始状态时，弹簧的压缩量为x0，弹簧劲度系数为，弹簧劲度系数为k，木块的质量为木块的质量为m

12、，则，则kx0mg；力力F作用在木块作用在木块A上后，选取上后，选取A为研究对象，其受到竖直向上的为研究对象，其受到竖直向上的拉力拉力F、竖直向下的重力、竖直向下的重力mg和弹力和弹力k(x0 x)三个力的作用，三个力的作用，根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有Fk(x0 x)mgma，即，即Fmakx20kx；当弹簧对木块当弹簧对木块B竖直向上的弹力等于重力时竖直向上的弹力等于重力时B刚好离开地面，此刚好离开地面，此时弹簧对木块时弹簧对木块A施加竖直向下的弹力施加竖直向下的弹力F弹弹，大小为，大小为mg，对木块，对木块A运用牛顿第二定律有运用牛顿第二定律有FmgF弹弹ma，代入数据，可求

13、得，代入数据，可求得F100 N.答案答案A 转转 解析解析A、B间作用力由间作用力由静摩擦力转化为静摩擦力转化为滑动摩擦力滑动摩擦力对对A施加的推施加的推力为变力力为变力转转 原题原题五、真题演练五、真题演练5.5.真题演练真题演练转转 解析解析F大小不同，大小不同，A、B间的摩间的摩擦力大小不同，当擦力大小不同，当F的大小的大小超过某一值，超过某一值，A、B间将发间将发生相对滑动生相对滑动.转转 原题原题在运动学中在运动学中v0、v、a、t、x五个量中知五个量中知“三三”可求可求“二二”找准角度不要与斜面找准角度不要与斜面倾角混淆倾角混淆 审题与关联审题与关联转解析转解析 规范解答规范解答

14、返原题返原题编后语 常常可见到这样的同学，他们在下课前几分钟就开始看表、收拾课本文具，下课铃一响，就迫不及待地“逃离”教室。实际上，每节课刚下课时的几分钟是我们对上课内容查漏补缺的好时机。善于学习的同学往往懂得抓好课后的“黄金两分钟”。那么，课后的“黄金时间”可以用来做什么呢？一、释疑难 对课堂上老师讲到的内容自己想不通卡壳的问题，应该在课堂上标出来，下课时，在老师还未离开教室的时候，要主动请老师讲解清楚。如果老师已经离开教室，也可以向同学请教，及时消除疑难问题。做到当堂知识，当堂解决。二、补笔记 上课时，如果有些东西没有记下来，不要因为惦记着漏了的笔记而影响记下面的内容，可以在笔记本上留下一

15、定的空间。下课后，再从头到尾阅读一遍自己写的笔记，既可以起到复习的作用，又可以检查笔记中的遗漏和错误。遗漏之处要补全，错别字要纠正，过于潦草的字要写清楚。同时，将自己对讲课内容的理解、自己的收获和感想，用自己的话写在笔记本的空白处。这样，可以使笔记变的更加完整、充实。三、课后“静思2分钟”大有学问 我们还要注意课后的及时思考。利用课间休息时间，在心中快速把刚才上课时刚讲过的一些关键思路理一遍，把老师讲解的题目从题意到解答整个过程详细审视一遍，这样，不仅可以加深知识的理解和记忆，还可以轻而易举地掌握一些关键的解题技巧。所以，2分钟的课后静思等于同一学科知识的课后复习30分钟。2022-11-1精选最新中小学教学课件thank you!2022-11-1精选最新中小学教学课件