《高二物理《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用》》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高二物理《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用》（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用,1. 游樂(lè)園中，乘客乘坐能加速或減速運(yùn) 動(dòng)的升降機(jī)，可以體會(huì)超重或失重的感覺(jué)， 下列描述錯(cuò)誤的是( ) A. 當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài) B. 當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài) C. 當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，游客是處在失 重狀態(tài) D. 當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài),回顧一 超重和失重,1. 游樂(lè)園中，乘客乘坐能加速或減速運(yùn) 動(dòng)的升降機(jī)，可以體會(huì)超重或失重的感覺(jué)， 下列描述錯(cuò)誤的是( ) A. 當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài) B. 當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài) C. 當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，游客是處在失 重狀態(tài) D. 當(dāng)
2、升降機(jī)加速下降時(shí)，游客是處在超 重狀態(tài),回顧一 超重和失重,2. 重2 kg的物體用彈簧測(cè)力計(jì)掛在可 豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26 N，由此可 知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做 ______________________運(yùn)動(dòng)，其加速度 大小等于_______m/s2。(g取10 m/s2),,2. 重2 kg的物體用彈簧測(cè)力計(jì)掛在可 豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26 N，由此可 知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做 ______________________運(yùn)動(dòng)，其加速度 大小等于_______m/s2。(g取10 m/s2),,超重,2. 重2 kg的物體用彈簧測(cè)力計(jì)掛在可
3、豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26 N，由此可 知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做 ______________________運(yùn)動(dòng)，其加速度 大小等于_______m/s2。(g取10 m/s2),,超重,加速上升或減速下降,2. 重2 kg的物體用彈簧測(cè)力計(jì)掛在可 豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26 N，由此可 知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做 ______________________運(yùn)動(dòng)，其加速度 大小等于_______m/s2。(g取10 m/s2),,超重,加速上升或減速下降,3,3. 當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相 同的________時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體 組成
4、的系統(tǒng)作為_(kāi)_______考慮，分析其受力 和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)________ 列方程求解的方法，叫整體法。,,回顧二 整體法和隔離法,3. 當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相 同的________時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體 組成的系統(tǒng)作為_(kāi)_______考慮，分析其受力 和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)________ 列方程求解的方法，叫整體法。,,回顧二 整體法和隔離法,加速度,3. 當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相 同的________時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體 組成的系統(tǒng)作為_(kāi)_______考慮，分析其受力 和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)________ 列方程求解的方法
5、，叫整體法。,,回顧二 整體法和隔離法,加速度,整體,3. 當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相 同的________時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體 組成的系統(tǒng)作為_(kāi)_______考慮，分析其受力 和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用牛頓第二定律對(duì)________ 列方程求解的方法，叫整體法。,,回顧二 整體法和隔離法,加速度,整體,整體,4.當(dāng)研究對(duì)象涉及由多個(gè)物體組成的系 統(tǒng)時(shí)，若要求出連接體內(nèi)物體間的_________ 力，則應(yīng)把某個(gè)物體或某幾個(gè)物體從系統(tǒng)中 ________出來(lái)，分析其受力情況及運(yùn)動(dòng)情 況，再利用牛頓第二定律對(duì)隔離出來(lái)的物體 列式求解的方法，叫隔離法。,4.當(dāng)研究對(duì)象涉及由多個(gè)物體組成的系 統(tǒng)時(shí)
6、，若要求出連接體內(nèi)物體間的_________ 力，則應(yīng)把某個(gè)物體或某幾個(gè)物體從系統(tǒng)中 ________出來(lái)，分析其受力情況及運(yùn)動(dòng)情 況，再利用牛頓第二定律對(duì)隔離出來(lái)的物體 列式求解的方法，叫隔離法。,相互作用,4.當(dāng)研究對(duì)象涉及由多個(gè)物體組成的系 統(tǒng)時(shí)，若要求出連接體內(nèi)物體間的_________ 力，則應(yīng)把某個(gè)物體或某幾個(gè)物體從系統(tǒng)中 ________出來(lái)，分析其受力情況及運(yùn)動(dòng)情 況，再利用牛頓第二定律對(duì)隔離出來(lái)的物體 列式求解的方法，叫隔離法。,相互作用,隔離,對(duì)超重和失重的理解,,,考點(diǎn)一,【知識(shí)必備】,1. 超重、失重和完全失重的比較,2. 對(duì)超重、失重的理解,(1)盡管物體的加速度不是
7、豎直方向， 但只要其加速度在豎直方向上有分量即 ay0，物體就會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。 當(dāng)ay方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)； 當(dāng)ay方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài)。,(2)盡管整體沒(méi)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)。 (3)超重并不是說(shuō)重力增加了，失重并不 是說(shuō)重力減小了，完全失重也不是說(shuō)重力完全 消失了。在發(fā)生這些現(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(duì)支持物的壓 力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化。,(4)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
8、不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等。 名師點(diǎn)睛 (1)發(fā)生超、失重現(xiàn)象時(shí)，物體的重力不 變，只是物體的視重發(fā)生了變化。 (2)物體的超、失重多少由物體的質(zhì)量和 豎直方向的加速度共同決定，其大小為ma。,【典例】,例1升降機(jī)內(nèi)，一個(gè)小球系于彈簧下端， 如圖所示，當(dāng)靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)4cm，升降機(jī) 運(yùn)動(dòng)中，彈簧伸長(zhǎng)2cm，則升降機(jī)運(yùn)動(dòng)情況可 能是( ) A. 以1m/s2的加速度加速下降 B. 以1m/s2的加速度加速上升 C. 以4.9m/s2的加速度加速下降 D. 以4.9m/s2的加速度加速上升,【典例】,例1升降機(jī)內(nèi)，一個(gè)小球系于彈簧下端， 如圖所示，當(dāng)靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)4cm，升降機(jī) 運(yùn)動(dòng)中，彈簧伸長(zhǎng)2
9、cm，則升降機(jī)運(yùn)動(dòng)情況可 能是( ) A. 以1m/s2的加速度加速下降 B. 以1m/s2的加速度加速上升 C. 以4.9m/s2的加速度加速下降 D. 以4.9m/s2的加速度加速上升,【練習(xí)】,1.在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G 的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng) 作。傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得 到壓力F隨時(shí)間t變化的圖像，則下列圖像中可 能正確的是( ),【練習(xí)】,1.在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G 的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng) 作。傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得 到壓力F隨時(shí)間t變化的圖像，則下列圖像中可 能正確的是( ),2.在升降電
10、梯內(nèi)的地板上放一體重計(jì)，電 梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示 數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉 敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖所示，在這段時(shí)間 內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是( ),A. 曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B. 曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏 的支持力 C. 電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D. 電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直 向下,A. 曉敏同學(xué)所受的重力變小了 B. 曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏 的支持力 C. 電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng) D. 電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直 向下,1. 隔離法的選取原則,【知識(shí)必備】,整體法、隔離法的應(yīng)用,,,考點(diǎn)二,若連接體
11、或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度 不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的 作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出 來(lái)，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。,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)整體來(lái)分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定 律求出加速度(或其他未知量)。 3. 整體法、隔離法交替運(yùn)用原則 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且 要求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(duì)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”。,4. 涉及隔離法與整體法的具體問(wèn)題 (1)涉及滑輪的問(wèn)題
12、，若要求繩的拉力，一 般都必須采用隔離法。若繩跨過(guò)定滑輪，連接的 兩物體雖然加速度方向不同，但大小相同。 (2)固定斜面上的連接體問(wèn)題。這類問(wèn)題一 般多是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，即具 有相同的加速度。解題時(shí)，一般采用先整體、 后隔離的方法。建立坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交 分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正 交分解加速度。,(3)斜面體(或稱為劈形物體、楔形物 體)與在斜面體上物體組成的連接體(系統(tǒng)) 的問(wèn)題。當(dāng)物體具有加速度，而斜面體靜 止的情況，解題時(shí)一般采用隔離法分析。,【典例】,例2如圖所示，質(zhì)量為80kg的物體放在 安裝在小車上的水平磅秤上，小車在平行于 斜面的拉力F作
13、用下沿斜面無(wú)摩擦地向上運(yùn)動(dòng)， 現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)為1000N。已知斜 面傾角=30，小車與磅秤的總質(zhì)量為20kg。 (g=10m/s2) (1)拉力F為多少? (2)物體對(duì)磅秤的 靜摩擦力為多少?,解析：(1)選物體為研究對(duì)象， 受力分析如圖甲所示。 將加速度a沿水平和豎直方向 分解，則有： FN1mg=masin 解得a=5m/s2 取小車、物體、磅秤這個(gè)整體 為研究對(duì)象，受力分析如圖乙所示。,3.有一根繩子下端系著兩個(gè)質(zhì)量不同的 小球，上面小球比下面小球質(zhì)量大。當(dāng)手提 著繩端沿水平方向一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) (空氣阻力不計(jì))，圖中所描繪的四種情況中 正確的是( ),【練習(xí)】,3.
14、有一根繩子下端系著兩個(gè)質(zhì)量不同的 小球，上面小球比下面小球質(zhì)量大。當(dāng)手提 著繩端沿水平方向一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) (空氣阻力不計(jì))，圖中所描繪的四種情況中 正確的是( ),【練習(xí)】,4.物體M、m緊靠著置于動(dòng)摩擦因數(shù)為、傾角為的斜面上，如圖所示?，F(xiàn)施加一個(gè)水平力F作用于M，使M、m共同向上做加速運(yùn)動(dòng)，求它們間作用力的大小。,解析：將兩者視為一個(gè)整體，受力分析 如圖甲，建立坐標(biāo)系如圖所示，由牛頓第二 定律得：,【知識(shí)必備】,動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題,,,考點(diǎn)三,1.臨界問(wèn)題,在一種運(yùn)動(dòng)形式(或某種物理過(guò)程和物理狀 態(tài))變化的過(guò)程中，存在著分界的現(xiàn)象。這是從 量變到質(zhì)變的規(guī)律在物理學(xué)中的生動(dòng)表現(xiàn)，這
15、種 界限通常以臨界值和臨界狀態(tài)的形式出現(xiàn)在不同 的物理情景中。利用臨界值和臨界狀態(tài)作為求解 問(wèn)題的思維起點(diǎn)，是一個(gè)重要的解題方法。,2. 臨界問(wèn)題的處理方法 (1)極限法：在題目中如出現(xiàn)“最大” “最小”“剛好”等詞語(yǔ)時(shí)，一般隱含著 臨界問(wèn)題，處理這類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)把物理問(wèn) 題(或過(guò)程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或 狀態(tài))暴露出來(lái)，達(dá)到盡快求解的目的。,(2)假設(shè)法：有些物理過(guò)程中沒(méi)有明顯 出現(xiàn)臨界問(wèn)題的線索，但在變化過(guò)程中可 能出現(xiàn)臨界問(wèn)題，也可能不出現(xiàn)臨界問(wèn)題， 解答這類題，一般用假設(shè)法。 (3)數(shù)學(xué)法：將物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公 式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式求解得出臨界條件。,名師點(diǎn)睛 (1)臨界點(diǎn)的兩側(cè)
16、，物體的受力情況、 變化規(guī)律、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一般要發(fā)生變化。 (2)臨界問(wèn)題通常具有一定的隱蔽性， 解題的靈活性較大， 審題時(shí)應(yīng)盡量還原物 理情景，抓住臨界狀態(tài)的特征，找到正確 的解題方向。,【典例】,例3一彈簧一端固定在傾角為37的光滑斜 面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1=4kg的物塊P， Q為一重物，已知Q的質(zhì)量為m2=8kg，彈簧的質(zhì) 量不計(jì)，勁度系數(shù)k=600N/m，系統(tǒng)處于靜止， 如圖所示?，F(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力 F，使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng)， 已知在前0.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為 恒力，求：力F的最大 值與最小值。 (sin 37 =0.6，g=10m
17、/s2),解析：從受力角度看，兩物體分離的條件 是兩物體間的正壓力為0，從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看， 一起運(yùn)動(dòng)的兩物體恰好分離時(shí)，兩物體在沿斜 面方向上的加速度和速度仍相等。 設(shè)剛開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量為x0 則(m1+m2)gsin=kx0 因?yàn)樵谇?.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以 后，F(xiàn)為恒力，所以在0.2s時(shí)，P對(duì)Q的作用力 為0，由牛頓第二定律知kx1m1gsin=m1a Fm2gsin=m2a,,,,前0.2s時(shí)間內(nèi)P、Q向上運(yùn)動(dòng)的距離為,【練習(xí)】,5.如圖所示，有A、B兩個(gè)楔形木塊， 質(zhì)量均為m，靠在一起放于水平面上，它們 的接觸面的傾角為。現(xiàn)對(duì)木塊A施一水平 推力F，若不計(jì)一切摩擦，要使A、B
18、一起 運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求水平推力F不得 超過(guò)的最大值。,解析：A、B一起運(yùn)動(dòng)，則以A、B整體為研 究對(duì)象，由牛頓第二定律得：F=2ma 以A為研究對(duì)象，其受力情況如圖所示。由 圖可知，A、B一起運(yùn)動(dòng)而不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界 條件是地面對(duì)A的支持力為N=0 豎直方向：FBAcos=mg 水平方向：FFBAsin=ma 聯(lián)立上式可得F=2mgtan， 即水平推力F的最大值為2mgtan,6.如圖所示，一輕繩上端系在車左上角 的A點(diǎn)，另一輕繩一端系在車左端B點(diǎn)，B點(diǎn) 在A點(diǎn)正下方，A、B距離為b，兩繩另一端在 C點(diǎn)相結(jié)并系一質(zhì)量為m的小球，繩AC長(zhǎng)度 為 b，繩BC長(zhǎng)度為b。兩繩能夠承受的最
19、大拉力均為2mg。求： (1)繩BC剛好被拉直時(shí)，車的加速度是 多大? (2)為不拉斷輕繩， 車向左運(yùn)動(dòng)的最大加速 度是多大?,解析:,(2)小車向左加速度增大，AC、BC繩 方向不變，所以AC繩拉力不變，BC繩拉 力變大，BC繩拉力最大時(shí)，小車向左加速 度最大， 由牛頓第二定律， 得FTB+mgtan=mam 因?yàn)镕TB=2mg， 所以最大加速度為am=3g。,【每課一得】,1. 模型特點(diǎn) 涉及兩個(gè)物體，并且物體間存在相對(duì)滑動(dòng)。 2. 常見(jiàn)的兩種位移關(guān)系 滑塊由滑板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中， 若滑塊和滑板同向運(yùn)動(dòng)，位移之差等于板長(zhǎng)； 反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移之和等于板長(zhǎng)。,3. 解題思路
20、(1)分析滑塊和滑板的受力情況，根據(jù)牛 頓第二定律分別求出滑塊和滑板的加速度。 (2)對(duì)滑塊和滑板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，找 出滑塊和滑板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系， 建立方程。特別注意滑塊和滑板的位移都是 相對(duì)地的位移。,示例如圖所示，光滑水平面上靜止放著 長(zhǎng)L=4m，質(zhì)量為M=3kg的木板(厚度不計(jì))， 一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小物體放在木板的最右 端，m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1，今對(duì)木 板施加一水平向右的拉力F，(g取10m/s2) (1)為使兩者保持相對(duì)靜止，F(xiàn)不能超過(guò) 多少? (2)如果F=10N， 求小物體離開(kāi)木板時(shí) 的速度?,解析 (1)要保持兩者相對(duì)靜止，兩 者之間的摩擦力不能超過(guò)最大靜摩擦力， 故最大加速度 a=g=1m/s2 由牛頓第二定律對(duì)整體有 Fm=(m+M)a=4N,
高二物理《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用》
