物理第3章 牛頓運動定律 第3講 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用 新人教版

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1、牛頓運動定律牛頓運動定律第 三 章第第3講牛頓運動定律的綜合應(yīng)用講牛頓運動定律的綜合應(yīng)用1 1知 識 梳 理 自 測知 識 梳 理 自 測2 2核 心 考 點 突 破核 心 考 點 突 破3 3階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題4 42 2 年 高 考 模 擬年 高 考 模 擬知識梳理自測知識梳理自測 1實重和視重 (1)實重：物體實際所受的重力，與物體的運動狀態(tài)_。 (2)視重： 當(dāng)物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的_稱為視重。 視重大小等于彈簧測力計所受物體的_或臺秤所受物體的_。超重與失重?zé)o關(guān)無關(guān) 示數(shù)示數(shù) 拉力拉力 壓力壓力 2超重、失重和完全失重的比較超重現(xiàn)象失重現(xiàn)

2、象完全失重現(xiàn)象概念物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?_物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或?qū)τ趹覓煳锏睦?_的現(xiàn)象大于大于 小于小于 等于零等于零超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象產(chǎn)生條件物體的加速度方向_物體的加速度方向_物體的加速度方向_，大小_原理方程FmgmaF_mgFmaF_mgFmamgF_運動狀態(tài)_上升或_下降_下降或_上升以ag_下降或_上升豎直向上豎直向上 豎直向下豎直向下 豎直向下豎直向下 ag m(ga) m(ga) 0加速加速 減速減速 加速加速 減速減速 加速加速 減速減速 1整體法：當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))

3、各物體的_相同時，可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個_，分析其受力和運動情況。運用牛頓第二定律對_列方程求解的方法。 2隔離法：當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間_時，常把某個物體從系統(tǒng)中_出來，分析其受力和運動情況，再用牛頓第二定律對_出來的物體列方程求解的方法。牛頓運動定律的應(yīng)用加速度加速度 整體整體 整體整體 相互作用的內(nèi)力相互作用的內(nèi)力 隔離隔離 隔離隔離 3外力和內(nèi)力 (1)如果以物體系統(tǒng)為研究對象，受到系統(tǒng)之外的物體的作用力，這些力是該系統(tǒng)受到的_，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為_。 (2)應(yīng)用牛頓第二定律對整體列方程時不考慮_。如果把某物體隔離出來作為研究對象，則內(nèi)力將轉(zhuǎn)變?yōu)楦綦x體的_。外力外力 內(nèi)力

4、內(nèi)力 內(nèi)力內(nèi)力 外力外力 例：如圖所示，光滑水平地面上有兩塊完全相同的木塊A、B，質(zhì)量均為m，在水平推力F的作用下運動，用FAB代表A、B間的相互作用力。 則：對A、B整體，如圖甲，有：_； 對B，如圖乙，有：_。F2maFABma 思維診斷： (1)超重就是物體的重力變大的現(xiàn)象。() (2)減速上升的升降機內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于物體的重力。() (3)加速上升的物體處于超重狀態(tài)。() (4)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。() (5)處于完全失重狀態(tài)的物體，重力并沒有發(fā)生變化。() (6)超重和失重現(xiàn)象與物體運動的速度大小和方向無關(guān)。() (7)站在臺秤上的人下蹲過程，臺秤的

5、示數(shù)保持不變。()B 解析當(dāng)物體的加速度方向向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向向下時，物體處于失重狀態(tài)，與物體的重力沒有關(guān)系，即重力不變，則A錯誤，B正確；衛(wèi)星中的物體，向上加速發(fā)射時處于超重狀態(tài)，則C錯誤；物體對支持物(或懸掛物)的壓力(或拉力)增大時，若沒有豎直向上的加速度則不處于超重狀態(tài)，則D錯誤。 解析不計空氣阻力，則A、B均處于完全失重狀態(tài)，在上升和下降過程中，A對B的壓力一定都為零，A正確。A C 解析由題意可知，體重計的示數(shù)最大時，人應(yīng)具有向上的最大加速度，處于超重狀態(tài)，故A、D錯誤；由Fmgma，可得Fmgma，則當(dāng)a1.5m/s2時體重計的示數(shù)最大，故C正確，B錯誤。C

6、解析以滑塊A、B整體為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為ag(sin1cos)，設(shè)A對B的摩擦力方向沿斜面向下，大小為f，則有mgsinfma，解得fmamgsin1mgcos，負號表示摩擦力方向沿斜面向上，故A、B、D錯誤，C正確。核心考點突破核心考點突破 1判斷方法 (1)不管物體的加速度是不是豎直方向，只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。 (2)盡管不是整體有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。超重與失重現(xiàn)象 2易錯易混點撥 (1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生

7、這些現(xiàn)象時，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化。 (2)在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等。A A該同學(xué)做了一次下蹲再起立的動作 B該同學(xué)做了兩次下蹲再起立的動作 C下蹲過程中人一直處于失重狀態(tài) D下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) 解析人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降處于失重狀態(tài)，到達一個最大速度后再減速下降處于超重狀態(tài)，故人下蹲動作對應(yīng)先失重再超重，起立時對應(yīng)先超重再失重，對應(yīng)圖象可知，該同學(xué)做了一次下蹲再起立的動作，故A正確，B、C

8、、D錯誤。 規(guī)律總結(jié)： 超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧 (1)從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。 (2)從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)。 (3)從速度變化的角度判斷 物體向上加速或向下減速時，超重； 物體向下加速或向上減速時，失重。類題演練類題演練 1 B 解析物體在位置受到重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力方向水平向右，因為合力指向圓心，所以重力大于支持力；物體在位置受到重力、支持力和靜摩擦力，靜摩

9、擦力方向水平向左，因為合力指向圓心，所以重力大于支持力，所以物體在位置、時受到的彈力都小于重力，故B正確，A、C、D錯誤。 1連接體問題的類型 物物連接體、輕桿連接體、彈簧連接體、輕繩連接體。 2整體法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)。若不求力的具體數(shù)值，只是判斷力的方向、力的大小，即使加速度不相同，也可用整體法。應(yīng)用整體法與隔離法處理連接體問題 3隔離法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，

10、應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。 4整體法、隔離法的交替運用 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力。即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。 (1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲，求繩中拉力的大?。?(2)若桿與環(huán)保持相對靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運動，此時環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示。 求此狀態(tài)下桿的加速度大小a； 為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個多大的外力，方向如何？ 解題導(dǎo)思：(1)小鐵環(huán)套在光滑的輕繩上，“光滑”二字的隱含意義是什么？ (2)桿與鐵環(huán)保持相對靜止

11、，如何選擇研究對象？ 答案：(1)說明鐵環(huán)兩端繩上的張力大小相等。 (2)由于桿與鐵環(huán)保持相對靜止，加速度相同，則可以以桿與鐵環(huán)整體為研究對象。類題演練類題演練 2 A 類題演練類題演練 3 B 解析物塊先減速上滑，后加速下滑，加速度方向一直沿斜面向下，但加速度大小發(fā)生了變化。對整體分析，整體在豎直方向上有向下的加速度，水平方向上有向左的加速度，但大小發(fā)生了變化。由牛頓第二定律得地面對物體M的支持力總小于(Mm)g，B對；地面對物體M的摩擦力方向始終向左，但大小會發(fā)生變化，故A、C、D均錯。類題演練類題演練 4 AD 解析不考慮桿對滑塊的作用時，滑塊受重力、支持力和滑動摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律

12、，對滑塊A有m1gsin1mgcosm1a1，解得a1g(sin1cos)；同理，對滑塊B有a2g(sin2cos)?？紤]桿對兩滑塊的作用，若12，則a1a2，B的加速度較大，則桿受到壓力，故A正確；若12，則a1a2，兩滑塊加速度相同，說明無相對運動趨勢，桿不受到作用力，故B錯誤，D正確；若1a2，A的加速度較大，則桿受到拉力，故C錯誤。 1臨界或極值問題的關(guān)鍵詞 “剛好”、“恰好”、“正好”“取值范圍”等，表明題述的過程存在臨界點；“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等，表明題述的過程存在極值。 2產(chǎn)生臨界值和極值的條件 (1)兩物體脫離的臨界條件：相互作用的彈力為零，加速度相等。 (2

13、)繩子松弛(斷裂)的臨界條件：繩中張力為零(最大)。動力學(xué)中的臨界值或極值問題 (3)兩物體發(fā)生相對滑動的臨界條件：靜摩擦力達到最大值。 (4)加速度最大的條件：合外力最大。 (5)速度最大的條件：應(yīng)通過運動過程分析，很多情況下當(dāng)加速度為零時速度最大。 3臨界或極值問題的方法 (1)假設(shè)分析法 (2)數(shù)學(xué)極值法D 解題導(dǎo)思：(1)A、B何時發(fā)生相對滑動？ (2)適合以哪一物體求臨界加速度？ 答案：(1)當(dāng)A、B間摩擦力達到最大值時。 (2)B。類題演練類題演練 5 C 類題演練類題演練 6 D 階段培優(yōu)微專題階段培優(yōu)微專題 傳送帶模型 物體在傳送帶上運動的情形統(tǒng)稱為傳送帶模型。因物體與傳送帶間

14、的動摩擦因數(shù)、斜面傾角、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度的大小和方向的不同，傳送帶問題往往存在多種可能，因此對傳送帶問題做出準確的動力學(xué)過程分析，是解決此類問題的關(guān)鍵。 1水平傳送帶模型 2.傾斜傳送帶模型 (1)若傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，物塊從A到B的時間tAB； (2)若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動，物塊從A運動到B時的速度vB的大?。?(3)在上述第(2)問基礎(chǔ)上，從物塊滑上木板開始計時，則之后物塊運動的總時間T。 規(guī)律總結(jié)： 滑塊在傳送帶上運動的“六點”注意問題： (1)注意滑塊相對傳送帶的運動方向，正確判定摩擦力的方向。 (2)在水平傳送帶上，滑塊與傳送帶共速時，滑塊與傳送帶相對靜止做勻速運動。 (3

15、)在傾斜傳送帶上，滑塊與傳送帶共速時，需比較mgsin與mgcos的大小才能確定運動情況。 (4)注意滑塊與傳送帶運動方向相反時，滑塊速度減為零后反向加速返回。 (5)注意傳送帶的長度，判定滑塊與傳送帶共速前是否滑出。 (6)滑塊在傳送帶上運動形成的劃痕長度是滑塊與傳送帶的相對位移。類題演練類題演練 7 CD A物體從右端滑到左端所需的時間一定大于物體從左端滑到右端的時間 B若v2v1，物體從左端滑上傳送帶必然先做加速運動，再做勻速運動 C若v2v1，物體從右端滑上傳送帶，則物體可能到達左端 D若v2v1，物體從右端滑上傳送帶又回到右端，在此過程中物體先做減速運動再做加速運動 解析若v2v1，物體從左端滑上傳送帶時，由于傳送帶相對物體向右運動，所以物體受到向右的滑動摩擦力，在滑動摩擦力作用下做勻加速運動；若在到達傳送帶右端之前，物體和傳送帶達到共速，則之后物體做勻速直線運動，若在到達傳送帶右端時物體的速度仍小于傳送帶的速度，則物體在傳送帶上整個運動過程中都做勻加速直線運動，故B錯誤；若v2v1，并且v2足夠大，無論從左端還是從右端滑上傳送帶的過程中，物體在傳送帶上運動的整個過程中都做勻減速直線運動，加速度ag，所以運動時間相同，故A錯誤。