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

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,歡迎進入物理課堂,一、超重和失重1．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，視重大小等于測力計所受物體的或臺秤所受物體的．,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，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的．當(dāng)整體受到的外力F已知時，可用求出整體的加速度，這種處理問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，常把某個物體從系統(tǒng)中“隔離”出來進行受力分析，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不考慮內(nèi)力．如果把某物體隔離出來作為研究對象，則將轉(zhuǎn)換為隔離體的．,外力,內(nèi)力,內(nèi)力,外力,1.下列說法中正確的是()A．只有正在向上運動的物體，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，地球?qū)λ囊ψ兇驞．超重時物體所受的重力不變,解析：物體處于超重狀態(tài)時，物體具有向上的加速度，但物體的速度不一定向上，故A錯誤；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錯誤，D正確．,答案：D,2．如圖3－3－1是我國長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)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重與失重的考驗，下列說法正確的是(),A．火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B．飛船加速下落時，宇航員處于失重狀態(tài)C．飛船落地前減速，宇航員對座椅的壓力小于其重力D．火箭上升的加速度逐漸減小時，宇航員對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，兩個鐵塊一起向右做勻加速直線運動，如圖3－3－2所示，這時兩鐵塊之間的彈簧長度應(yīng)為(重力加速度g取10m/s2)()A．12cmB．13cmC．15cmD．18cm,解析：取A、B為一整體，由牛頓第二定律可得：F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，則a＝2m/s2，再以B為研究對象：kx－μmBg＝mBa，可得：x＝0.08m＝8cm，故彈簧的長度應(yīng)為l＝l0＋x＝18cm，D正確．,答案：D,4.如圖3－3－3(甲)所示，兩物體A、B疊放在光滑水平面上，對物體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作用下由靜止開始運動，且始終相對靜止．則(),A．兩物體做勻變速直線運動B．兩物體沿直線做往復(fù)運動C．B物體所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同D．t＝2s到t＝3s這段時間內(nèi)兩物體間的摩擦力逐漸減小,解析：由于兩物體在F作用下由靜止開始運動，且始終相對靜止，則有F＝(mA＋mB)a，對B有Ff＝mBa，由F－t圖象可知，F(xiàn)隨時間變化，則a隨時間變化，A項錯，C項正確；A、B先沿正方向做加速度增大的變加速運動，再做加速度逐漸減小的變加速運動，然后做加速度增大的變減速運動，再做加速度逐漸減小的變減速運動至速度為0，整個過程中運動方向不變，B項錯；2s～3s的時間內(nèi)，F(xiàn)逐漸增大，a增大，F(xiàn)f增大，D項錯．,答案：C,[典例啟迪][例1]一同學(xué)想研究電梯上升過程的運動規(guī)律．某天乘電梯上樓時他攜帶了一個質(zhì)量為5kg的砝碼和一套便攜式DIS實驗系統(tǒng)，砝碼懸掛在力傳感器上．電梯從第一層開始啟動，中間不間斷，一直到最高層停止．在這個過程中，顯示器上顯示出的力隨時間變化的關(guān)系如圖3－3－4所示．取重力加速度g＝10m/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??；(2)電梯在3.0s～13.0s時段內(nèi)的速度v的大??；(3)電梯在19.0s內(nèi)上升的高度H.,[思路點撥]解答本題時應(yīng)注意以下三個方面：(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，不能確定其運動的速度方向．,[題組突破]1．如圖3－3－5所示，A為電磁鐵，掛在支架C上，放到臺秤的托盤中，在它的正下方有一鐵塊B，鐵塊B靜止時，臺秤示數(shù)為G，當(dāng)電磁鐵通電后，在鐵塊被吸引上升的過程中，臺秤的示數(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程中，由于電磁鐵A對B的吸引力越來越大，B做加速度變大的加速上升運動，對整個系統(tǒng)而言，處于超重現(xiàn)象越來越明顯的狀態(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動)，所以臺秤的示數(shù)應(yīng)大于G，且不斷變大．A選項正確．,答案：A,2．在由靜止開始向上運動的電梯里，某同學(xué)把一測量加速度的小探頭(重力不計)固定在一個質(zhì)量為1kg的手提包上進入電梯，到達某一樓層后停止．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)在計算機上畫出了很多圖象，請你根據(jù)上表數(shù)據(jù)和所學(xué)知識判斷下列圖象(設(shè)F為手提包受到的拉力，取g＝9.8m/s2)正確的是()圖3－3－6,解析：由題意可知，電梯在14s內(nèi)一直向上運動，位移x一直增大，故④錯誤；前3s勻加速直線運動，最后3s勻減速直線運動，加速度大小不隨時間改變，故②錯誤，①正確；由F1－mg＝ma1，F(xiàn)1＝m(g＋a1)＝10.2N，中間8s內(nèi)，F(xiàn)2＝mg＝9.8N，最后3s內(nèi)，F(xiàn)2－mg＝ma2，F(xiàn)2＝m(g＋a2)＝9.4N，故③正確．,答案：B,A．①②B．①③C．②④D．③④,[典例啟迪][例2](2011鹽城模擬)如圖3－3－7所示，固定在水平面上的斜面傾角θ＝37，木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m＝1.5kg的小球B通過一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.50.現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面下滑．求在木塊下滑的過程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力．(取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8),[思路點撥]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沿斜面向下運動．將小球和木塊看做一個整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得(M＋m)gsinθ－μ(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a代入數(shù)據(jù)得a＝2.0m/s2選小球為研究對象，設(shè)MN面對小球的作用力為FN，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ－FN＝ma,代入數(shù)據(jù)得FN＝6.0N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，要用到牛頓第三定律，這是解題過程中最容易忽視的問題．,[題組突破]3．如圖3－3－8所示，在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1＞m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧測力計．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，彈簧測力計示數(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，彈簧測力計示數(shù)為F2.則以下關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1＞F2B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1＜F2C．a(chǎn)1＜a2，F(xiàn)1＝F2D．a(chǎn)1＞a2，F(xiàn)1＞F2,答案：A,4．(2011臨沂模擬)如圖3－3－9所示，彈簧測力計外殼質(zhì)量為m0，彈簧及掛鉤的質(zhì)量忽略不計，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拉著彈簧測力計，使其向上做勻加速直線運動，則彈簧測力計的讀數(shù)為(),答案：D,[典例啟迪][例3]如圖3－3－10所示，物體A的質(zhì)量為M＝1kg，靜止在光滑水平面上的平板車B的質(zhì)量為m＝0.5kg、長為L＝1m．某時刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上平板車B的上表面，在A滑上B的同時，給B施加一個水平向右的拉力．忽略物體A的大小，已知A與B之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，取重力加速度g＝10m/s2.試求：如果要使A不至于從B上滑落，拉力F應(yīng)滿足的條件．,[思路點撥]物體A從B上滑落有兩種情況：F較小時從右測滑出，F(xiàn)較大時從左側(cè)滑出；最后A不從B上滑出時，二者必須具有相同的速度和加速度，且此時的加速度不超過物體A的最大加速度μg.,當(dāng)F較大時，在A到達B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對B靜止，才不會從B的左端滑落．對A、B分別應(yīng)用牛頓第二定律得：F＝(m＋M)a，μg＝a，解得：F＝3N若F大于3N，A就會相對B向左滑下．綜合得出力F應(yīng)滿足的條件是1N≤F≤3N.,[答案]1N≤F≤3N,[歸納領(lǐng)悟]臨界問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”等詞語時，一般隱含著臨界問題，處理這類問題時，應(yīng)把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，達到盡快求解的目的．(2)假設(shè)法：有些物理過程中沒有明顯出現(xiàn)臨界問題的線索，但在變化過程中可能出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答這類題，一般用假設(shè)法．(3)數(shù)學(xué)方法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達式求解得出臨界條件．,[題組突破]5．一條不可伸長的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計的定滑輪，繩的一端系一質(zhì)量m＝15kg的重物，重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m1＝10kg的猴子，從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖3－3－11所示，不計滑輪摩擦，在重物不離開地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度為(g＝10m/s2)()A．25m/s2B．5m/s2C．10m/s2D．15m/s2,解析：要使重物不離開地面，猴子拉繩子的拉力最大值為F＝mg，對猴子應(yīng)用牛頓第二定律得：F－m1g＝m1a得出a＝5m/s2，故B正確．,答案：B,6．質(zhì)量為m＝1.0kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M＝3.0kg的長木板的右端，木板上表面光滑，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，木板長L＝1.0m．開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力F＝12N，如圖3－3－12所示，經(jīng)一段時間后撤去F.為使小滑塊不掉下木板，試求：用水平恒力F作用的最長時間．(g取10m/s2),答案：1s,(18分)如圖3－3－13所示，一重為10N的小球，在F＝20N的豎直向上的拉力作用下，從A點由靜止出發(fā)沿AB向上運動，F(xiàn)作用1.2s后撤去．已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為，桿足夠長，試求從撤去力F開始計時，小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點為2.25m的B點．(取g＝10m/s2),[自主嘗試](試一試，能否做到正確解答),錯解1：有F作用時，小球受到的摩擦力沿桿向下，大小表示為Ff＝μ(G－F)cos30.導(dǎo)致a1求解錯誤．錯解2：沒有考慮到撤去F后，小球經(jīng)過A點上方2.25m的B點有兩次，只求一種情況．錯解3：對撤去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程做加速度不變的勻變速直線運動．,[答案]0.2s0.75s,點擊下圖進入“創(chuàng)新演練大沖關(guān)”,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,