高考物理沖刺專(zhuān)題復(fù)習(xí)課件第四章 第三講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,一、超重和失重1視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的稱(chēng)為視重，視重大小等于測(cè)力計(jì)所受物體的或臺(tái)秤所受物體的,示數(shù),拉力,壓力,2超重、失重和完全失重比較,大于,小于,等于,豎直向上,豎直向下,豎直向下,減,減,速下降,速上升,特別提醒(1)在超重、失重、完全失重現(xiàn)象中，物體所受的重力不變(2)物體處于超重還是失重狀態(tài)，與速度的大小和方向無(wú)關(guān),二、整體法與隔離法1整體法：當(dāng)系統(tǒng)中各物體的相同時(shí)，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等于各物體的當(dāng)整體受到的外力F已知時(shí)，可用求出整體的加速度，這種處理問(wèn)題的思維方法叫做整體法,加速度,質(zhì)量之和,牛頓第二定律,2隔離法：從研究的方便出發(fā)，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“隔離”出來(lái)進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連接體問(wèn)題的思維方法叫做隔離法,相互,作用的內(nèi)力,3外力和內(nèi)力如果以物體系統(tǒng)為研究對(duì)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應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來(lái)作為研究對(duì)象，則將轉(zhuǎn)換為隔離體的,外力,內(nèi)力,內(nèi)力,外力,1.下列說(shuō)法中正確的是()A只有正在向上運(yùn)動(dòng)的物體，才有可能處于超重狀態(tài)B超重就是物體所受的重力增加C物體處于超重狀態(tài)時(shí)，地球?qū)λ囊ψ兇驞超重時(shí)物體所受的重力不變,解析：物體處于超重狀態(tài)時(shí)，物體具有向上的加速度，但物體的速度不一定向上，故A錯(cuò)誤；物體處于超重狀態(tài)，并不是物體的重力發(fā)生了變化，故B、C錯(cuò)誤，D正確,答案：D,2如圖331是我國(guó)長(zhǎng)征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過(guò)程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是(),A火箭加速上升時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)B飛船加速下落時(shí)，宇航員處于失重狀態(tài)C飛船落地前減速，宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力D火箭上升的加速度逐漸減小時(shí)，宇航員對(duì)座椅的壓力小于其重力,解析：只要火箭或飛船的加速度豎直向上，宇航員就處于超重狀態(tài)；加速度豎直向下，宇航員就處于失重狀態(tài),答案：B,3(2011池州模擬)在水平面上放著兩個(gè)質(zhì)量分別為3kg和2kg的小鐵塊A和B，它們之間用一根自由長(zhǎng)度為10cm，勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧相連，鐵塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2.鐵塊A受到一大小為20N的恒定水平外力F，兩個(gè)鐵塊一起向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖332所示，這時(shí)兩鐵塊之間的彈簧長(zhǎng)度應(yīng)為(重力加速度g取10m/s2)()A12cmB13cmC15cmD18cm,解析：取A、B為一整體，由牛頓第二定律可得：F(mAmB)g(mAmB)a，則a2m/s2，再以B為研究對(duì)象：kxmBgmBa，可得：x0.08m8cm，故彈簧的長(zhǎng)度應(yīng)為ll0x18cm，D正確,答案：D,4.如圖333(甲)所示，兩物體A、B疊放在光滑水平面上，對(duì)物體A施加一水平力F，F(xiàn)t關(guān)系圖象如圖(乙)所示兩物體在力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止則(),A兩物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B兩物體沿直線(xiàn)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)CB物體所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同Dt2s到t3s這段時(shí)間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小,解析：由于兩物體在F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且始終相對(duì)靜止，則有F(mAmB)a，對(duì)B有FfmBa，由Ft圖象可知，F(xiàn)隨時(shí)間變化，則a隨時(shí)間變化，A項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)正確；A、B先沿正方向做加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng)，再做加速度逐漸減小的變減速運(yùn)動(dòng)至速度為0，整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向不變，B項(xiàng)錯(cuò)；2s3s的時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)逐漸增大，a增大，F(xiàn)f增大，D項(xiàng)錯(cuò),答案：C,典例啟迪例1一同學(xué)想研究電梯上升過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律某天乘電梯上樓時(shí)他攜帶了一個(gè)質(zhì)量為5kg的砝碼和一套便攜式DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，砝碼懸掛在力傳感器上電梯從第一層開(kāi)始啟動(dòng)，中間不間斷，一直到最高層停止在這個(gè)過(guò)程中，顯示器上顯示出的力隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖334所示取重力加速度g10m/s2，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，求：,(1)電梯在最初加速階段的加速度a1與最后減速階段的加速度a2的大小；(2)電梯在3.0s13.0s時(shí)段內(nèi)的速度v的大?。?3)電梯在19.0s內(nèi)上升的高度H.,思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面：(1)顯示器的示數(shù)大小為砝碼所受拉力大??；(2)根據(jù)F與mg的大小關(guān)系確定a的方向；(3)由牛頓第二定律確定a的大小,答案(1)1.6m/s20.8m/s2(2)4.8m/s(3)69.6m,歸納領(lǐng)悟(1)物體是超重還是失重，由物體的加速度的方向決定(2)由物體超重還是失重，只能判斷加速度的方向，不能確定其運(yùn)動(dòng)的速度方向,題組突破1如圖335所示，A為電磁鐵，掛在支架C上，放到臺(tái)秤的托盤(pán)中，在它的正下方有一鐵塊B，鐵塊B靜止時(shí)，臺(tái)秤示數(shù)為G，當(dāng)電磁鐵通電后，在鐵塊被吸引上升的過(guò)程中，臺(tái)秤的示數(shù)將()A變大B變小C大于G，但呈恒量D先變大，后變小,解析：鐵塊被吸起上升的過(guò)程中，由于電磁鐵A對(duì)B的吸引力越來(lái)越大，B做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，處于超重現(xiàn)象越來(lái)越明顯的狀態(tài)(可以認(rèn)為系統(tǒng)重心也在做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng))，所以臺(tái)秤的示數(shù)應(yīng)大于G，且不斷變大A選項(xiàng)正確,答案：A,2在由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)的電梯里，某同學(xué)把一測(cè)量加速度的小探頭(重力不計(jì))固定在一個(gè)質(zhì)量為1kg的手提包上進(jìn)入電梯，到達(dá)某一樓層后停止該同學(xué)將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后列在下表中：,為此，該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上畫(huà)出了很多圖象，請(qǐng)你根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識(shí)判斷下列圖象(設(shè)F為手提包受到的拉力，取g9.8m/s2)正確的是()圖336,解析：由題意可知，電梯在14s內(nèi)一直向上運(yùn)動(dòng)，位移x一直增大，故錯(cuò)誤；前3s勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，最后3s勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度大小不隨時(shí)間改變，故錯(cuò)誤，正確；由F1mgma1，F(xiàn)1m(ga1)10.2N，中間8s內(nèi)，F(xiàn)2mg9.8N，最后3s內(nèi)，F(xiàn)2mgma2，F(xiàn)2m(ga2)9.4N，故正確,答案：B,ABCD,典例啟迪例2(2011鹽城模擬)如圖337所示，固定在水平面上的斜面傾角37，木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m1.5kg的小球B通過(guò)一細(xì)線(xiàn)與小釘子相連接，細(xì)線(xiàn)與斜面垂直，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.50.現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面下滑求在木塊下滑的過(guò)程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力(取g10m/s2，sin370.6，cos370.8),思路點(diǎn)撥先以A、B為一整體，由牛頓第二定律求出一起下滑的加速度，再以B為研究對(duì)象隔離分析，應(yīng)用牛頓第二定律列式求解,解析由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動(dòng)將小球和木塊看做一個(gè)整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得(Mm)gsin(Mm)gcos(Mm)a代入數(shù)據(jù)得a2.0m/s2選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)MN面對(duì)小球的作用力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinFNma,代入數(shù)據(jù)得FN6.0N根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)N面的壓力大小為6.0N，方向沿斜面向下,答案6.0N方向沿斜面向下,歸納領(lǐng)悟(1)本題中木塊A的質(zhì)量未知，但并不影響求解加速度(2)求小球?qū)δ緣KA的MN面的壓力時(shí)，要用到牛頓第三定律，這是解題過(guò)程中最容易忽視的問(wèn)題,題組突破3如圖338所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()Aa1a2，F(xiàn)1F2Ba1a2，F(xiàn)1F2Ca1a2，F(xiàn)1F2Da1a2，F(xiàn)1F2,答案：A,4(2011臨沂模擬)如圖339所示，彈簧測(cè)力計(jì)外殼質(zhì)量為m0，彈簧及掛鉤的質(zhì)量忽略不計(jì)，掛鉤吊著一質(zhì)量為m的重物，現(xiàn)用一方向豎直向上的外力F拉著彈簧測(cè)力計(jì)，使其向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為(),答案：D,典例啟迪例3如圖3310所示，物體A的質(zhì)量為M1kg，靜止在光滑水平面上的平板車(chē)B的質(zhì)量為m0.5kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)1m某時(shí)刻A以v04m/s向右的初速度滑上平板車(chē)B的上表面，在A(yíng)滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平向右的拉力忽略物體A的大小，已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，取重力加速度g10m/s2.試求：如果要使A不至于從B上滑落，拉力F應(yīng)滿(mǎn)足的條件,思路點(diǎn)撥物體A從B上滑落有兩種情況：F較小時(shí)從右測(cè)滑出，F(xiàn)較大時(shí)從左側(cè)滑出；最后A不從B上滑出時(shí)，二者必須具有相同的速度和加速度，且此時(shí)的加速度不超過(guò)物體A的最大加速度g.,當(dāng)F較大時(shí)，在A(yíng)到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，才不會(huì)從B的左端滑落對(duì)A、B分別應(yīng)用牛頓第二定律得：F(mM)a，ga，解得：F3N若F大于3N，A就會(huì)相對(duì)B向左滑下綜合得出力F應(yīng)滿(mǎn)足的條件是1NF3N.,答案1NF3N,歸納領(lǐng)悟臨界問(wèn)題的解法一般有三種方法：(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(lèi)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(xiàn)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(lèi)題，一般用假設(shè)法(3)數(shù)學(xué)方法：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,題組突破5一條不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)質(zhì)量可忽略不計(jì)的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m110kg的猴子，從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖3311所示，不計(jì)滑輪摩擦，在重物不離開(kāi)地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度為(g10m/s2)()A25m/s2B5m/s2C10m/s2D15m/s2,解析：要使重物不離開(kāi)地面，猴子拉繩子的拉力最大值為Fmg，對(duì)猴子應(yīng)用牛頓第二定律得：Fm1gm1a得出a5m/s2，故B正確,答案：B,6質(zhì)量為m1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在質(zhì)量為M3.0kg的長(zhǎng)木板的右端，木板上表面光滑，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，木板長(zhǎng)L1.0m開(kāi)始時(shí)兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)木板施加水平向右的恒力F12N，如圖3312所示，經(jīng)一段時(shí)間后撤去F.為使小滑塊不掉下木板，試求：用水平恒力F作用的最長(zhǎng)時(shí)間(g取10m/s2),答案：1s,(18分)如圖3313所示，一重為10N的小球，在F20N的豎直向上的拉力作用下，從A點(diǎn)由靜止出發(fā)沿AB向上運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)作用1.2s后撤去已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，桿足夠長(zhǎng)，試求從撤去力F開(kāi)始計(jì)時(shí)，小球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間將經(jīng)過(guò)距A點(diǎn)為2.25m的B點(diǎn)(取g10m/s2),自主嘗試(試一試，能否做到正確解答),錯(cuò)解1：有F作用時(shí)，小球受到的摩擦力沿桿向下，大小表示為Ff(GF)cos30.導(dǎo)致a1求解錯(cuò)誤錯(cuò)解2：沒(méi)有考慮到撤去F后，小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)上方2.25m的B點(diǎn)有兩次，只求一種情況錯(cuò)解3：對(duì)撤去F后，小球上滑和下滑兩種情況下的受力情況分析不認(rèn)真，片面地認(rèn)為小球上沖和下滑的全過(guò)程做加速度不變的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),答案0.2s0.75s,點(diǎn)擊下圖進(jìn)入“創(chuàng)新演練大沖關(guān)”,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,