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

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1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律第 三 章第第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用講牛頓運(yùn)動(dòng)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(diǎn) 突 破核 心 考 點(diǎn) 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(shí)重和視重 (1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)_。 (2)視重： 當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測力計(jì)或臺(tái)秤的_稱為視重。 視重大小等于彈簧測力計(jì)所受物體的_或臺(tái)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(yùn)動(dòng)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(shí)，可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)_，分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況。運(yùn)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(shí)，常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中_出來，分析其受力和運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)，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(jī)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(yùn)動(dòng)的速度大小和方向無關(guān)。() (7)站在臺(tái)秤上的人下蹲過程，臺(tái)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(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)加速度方向向下時(shí)，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(cuò)誤，B正確；衛(wèi)星中的物體，向上加速發(fā)射時(shí)處于超重狀態(tài)，則C錯(cuò)誤；物體對支持物(或懸掛物)的壓力(或拉力)增大時(shí)，若沒有豎直向上的加速度則不處于超重狀態(tài)，則D錯(cuò)誤。 解析不計(jì)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(jì)的示數(shù)最大時(shí)，人應(yīng)具有向上的最大加速度，處于超重狀態(tài)，故A、D錯(cuò)誤；由Fmgma，可得Fmgma，則當(dāng)a1.5m/s2時(shí)體重計(jì)的示數(shù)最大，故C正確，B錯(cuò)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(fù)號表示摩擦力方向沿斜面向上，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。核心考點(diǎn)突破核心考點(diǎn)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(huì)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(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。超重與失重現(xiàn)象 2易錯(cuò)易混點(diǎn)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(shí)，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(huì)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(qiáng)等。A A該同學(xué)做了一次下蹲再起立的動(dòng)作 B該同學(xué)做了兩次下蹲再起立的動(dòng)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(dòng)作分別有失重和超重兩個(gè)過程，先是加速下降處于失重狀態(tài)，到達(dá)一個(gè)最大速度后再減速下降處于超重狀態(tài)，故人下蹲動(dòng)作對應(yīng)先失重再超重，起立時(shí)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(dòng)作，故A正確，B、C

8、、D錯(cuò)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(shí)，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)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(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)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(shí)，超重； 物體向下加速或向上減速時(shí)，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?yàn)楹狭χ赶驁A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?yàn)楹狭χ赶驁A心，所以重力大于支持力，所以物體在位置、時(shí)受到的彈力都小于重力，故B正確，A、C、D錯(cuò)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(gè)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(shí)，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(yùn)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(shí)，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，求繩中拉力的大小； (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(yùn)動(dòng)，此時(shí)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(gè)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(huì)發(fā)生變化，故A、C、D均錯(cuò)。類題演練類題演練 4 AD 解析不考慮桿對滑塊的作用時(shí)，滑塊受重力、支持力和滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)趨勢，桿不受到作用力，故B錯(cuò)誤，D正確；若1a2，A的加速度較大，則桿受到拉力，故C錯(cuò)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(diǎn)；“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(dòng)力學(xué)中的臨界值或極值問題 (3)兩物體發(fā)生相對滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)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(yùn)動(dòng)過程分析，很多情況下當(dāng)加速度為零時(shí)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(shí)發(fā)生相對滑動(dòng)？ (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(dá)到最大值時(shí)。 (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(yùn)動(dòng)的情形統(tǒng)稱為傳送帶模型。因物體與傳送帶間

14、的動(dòng)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(zhǔn)確的動(dòng)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊從A到B的時(shí)間tAB； (2)若傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，物塊從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)的速度vB的大小； (3)在上述第(2)問基礎(chǔ)上，從物塊滑上木板開始計(jì)時(shí)，則之后物塊運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間T。 規(guī)律總結(jié)： 滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的“六點(diǎn)”注意問題： (1)注意滑塊相對傳送帶的運(yùn)動(dòng)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(shí)，滑塊與傳送帶相對靜止做勻速運(yùn)動(dòng)。 (3

15、)在傾斜傳送帶上，滑塊與傳送帶共速時(shí)，需比較mgsin與mgcos的大小才能確定運(yùn)動(dòng)情況。 (4)注意滑塊與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(shí)間一定大于物體從左端滑到右端的時(shí)間 B若v2v1，物體從左端滑上傳送帶必然先做加速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng) C若v2v1，物體從右端滑上傳送帶，則物體可能到達(dá)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(yùn)動(dòng)再做加速運(yùn)動(dòng) 解析若v2v1，物體從左端滑上傳送帶時(shí)，由于傳送帶相對物體向右運(yùn)動(dòng)，所以物體受到向右的滑動(dòng)摩擦力，在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)；若在到達(dá)傳送帶右端之前，物體和傳送帶達(dá)到共速，則之后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若在到達(dá)傳送帶右端時(shí)物體的速度仍小于傳送帶的速度，則物體在傳送帶上整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中都做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度ag，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，故A錯(cuò)誤。