专题强化三 动力学两类基本问题和临界极值问题专题解读 1
本专题是动力学方法处理动力学两类基本问题、多过程问题和临界极值问题,高考在选择题和计算题中命题频率都很高
学好本专题可以培养同学们的分析推理能力,应用数学知识和方法解决物理问题的能力
本专题用到的规律和方法有:整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和相关的数学知识
一、动力学的两类基本问题1
由物体的受力情况求解运动情况的基本思路:先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求出速度或位移
由物体的运动情况求解受力情况的基本思路:已知加速度或根据运动规律求出加速度,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力
应用牛顿第二定律解决动力学问题,受力分析和运动分析是关键,加速度是解决此类问题的纽带,分析流程如下:自测 1 (多选)(2016·全国卷Ⅱ·19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成,甲球质量大于乙球质量
两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关
若它们下落相同的距离,则( )A
甲球用的时间比乙球长B
甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C
甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D
甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功答案 BD解析 小球的质量 m=ρ·πr3,由题意知 m 甲>m 乙,ρ 甲=ρ 乙,则 r 甲>r 乙
空气阻力 f=kr,对小球由牛顿第二定律得,mg-f=ma,则 a==g-=g-,可得 a 甲>a 乙,由 h=at2知,t 甲v 乙,故选项 B 正确;因 f 甲>f 乙,由球克服阻力做功 Wf=fh 知,甲球克服阻力做功较大,选项 D 正确
二、动力学中的临界与极值问题1
临界或极值条件的标志(1)题目中“刚好”“恰好”“正好”等关键词句,明显表明题述的过程存在着临界点