2019-2020年高考物理專題復(fù)習(xí)講義 專題四 牛頓定律 新人教版.doc

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2019-2020年高考物理專題復(fù)習(xí)講義 專題四 牛頓定律 新人教版 目標(biāo)： 1．理解牛頓第一定律、慣性；理解質(zhì)量是慣性大小的量度 2．理解牛頓第三定律，能夠區(qū)別一對(duì)作用力和一對(duì)平衡力 3．掌握應(yīng)用牛頓第一定律、第三定律分析問題的基本方法和基本技能 重點(diǎn)：理解牛頓第一定律、慣性概念 難點(diǎn)：慣性 過程： 一、牛頓第一定律 1．牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 這個(gè)定律有兩層含義： （1）保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性；物體的運(yùn)動(dòng)不需要用力 來維持。 （2）要使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即速度包括大小和方向）改變，必須施加力的作用，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 點(diǎn)評(píng)： ①牛頓第一定律導(dǎo)出了力的概念 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速度）又根據(jù)加速度定義： ，有速度變化就一定有加速度，所以可以說：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。 （不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”，也不能說“力是改變加 速度的原因”。） ②牛頓第一定律導(dǎo)出了慣性的概念 一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。慣性反映了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 的難易程度（慣性大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變）。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。 ③牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài) 牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在 的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成 牛頓第二定律在F=0時(shí)的特例。 2．慣性：物體保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。對(duì)于慣性理解應(yīng)注意以下三點(diǎn)： （1）慣性是物體本身固有的屬性，跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，跟物體的受力無關(guān)，跟 物體所處的地理位置無關(guān)。 （2）質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量大則慣性大，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變。 （3）外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，但不能認(rèn)為克服了物體的慣性。 【例1】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是 Ａ．物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性 Ｂ．物體只有受外力作用時(shí)才有慣性 Ｃ．物體的運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)慣性大 Ｄ ．物體在任何情況下都有慣性 點(diǎn)評(píng)：處理有關(guān)慣性問題，必須深刻理解慣性的物理意義，拋開表面現(xiàn)象，抓住問題本質(zhì)。 【例2】關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中，正確的是 A．牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律 B ．牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 C．慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的 D ．物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持 【例3】在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上，一運(yùn)動(dòng)員做立定跳遠(yuǎn)，若向各個(gè)方向都用相同的力，則 （ ） A．向北跳最遠(yuǎn) B．向南跳最遠(yuǎn) C．向東向西跳一樣遠(yuǎn)，但沒有向南跳遠(yuǎn) D ．無論向哪個(gè)方向都一樣遠(yuǎn) 點(diǎn)評(píng)：此題主要考查對(duì)慣性及慣性定律的理解，解答此題的關(guān)鍵是理解運(yùn)動(dòng)員起跳過程中，水平方向若不受外力作用將保持原有勻速運(yùn)動(dòng)的慣性，從而選出正確答案 【例4】某人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運(yùn)動(dòng)，此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見（ ） A．力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因 B．力是維持物體運(yùn)動(dòng)速度的原因 C ．力是使物體速度發(fā)生改變的原因 D．力是使物體慣性改變的原因 【例5】如圖中的甲圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線BA，下面說法中正確的是（ ） A ．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD線拉斷 B．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB線拉斷 C ．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果AB線拉斷 D．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果CD線拉斷 二、牛頓第三定律 1． 對(duì)牛頓第三定律理解應(yīng)注意： （1）兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條上 （2）作用力與反作用力總是成對(duì)出現(xiàn)．同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失 （3）作用力和反作用力在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，永遠(yuǎn)不會(huì)抵消 （4）作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力 （5）物體間的相互作用力既可以是接觸力，也可以是“場(chǎng)”力 定律內(nèi)容可歸納為：同時(shí)、同性、異物、等值、反向、共線 2．區(qū)分一對(duì)作用力反作用力和一對(duì)平衡力 一對(duì)作用力反作用力和一對(duì)平衡力的共同點(diǎn)有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點(diǎn)有：作用力反作用力作用在兩個(gè)不同物體上，而平衡力作用在同一個(gè)物體上；作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力，而平衡力可能是不同性質(zhì)的力；作用力反作用力一定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的，而平衡力中的一個(gè)消失后，另一個(gè)可能仍然存在。 一對(duì)作用力和反作用力 一對(duì)平衡力 作用對(duì)象 兩個(gè)物體 同一個(gè)物體 作用時(shí)間 同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失 不一定同時(shí)產(chǎn)生或消失 力的性質(zhì) 一定是同性質(zhì)的力 不一定是同性質(zhì)的力 力的大小關(guān)系 大小相等 大小相等 力的方向關(guān)系 方向相反且共線 方向相反且共線 3．一對(duì)作用力和反作用力的沖量和功 一對(duì)作用力和反作用力在同一個(gè)過程中（同一段時(shí)間或同一段位移）的總沖量一定為零，但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負(fù)。這是因?yàn)樽饔昧头醋饔昧Φ淖饔脮r(shí)間一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。 【例6】汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知（ ） A．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪嚴(yán)嚨牧? B ．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧? C ．汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇? D．汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇? 【例7】甲、乙二人拔河，甲拉動(dòng)乙向左運(yùn)動(dòng)，下面說法中正確的是 A ．做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲、乙二人對(duì)繩的拉力大小一定相等 B．不論做何種運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第三定律，甲、乙二人對(duì)繩的拉力大小一定相等 C ．繩的質(zhì)量可以忽略不計(jì)時(shí)，甲乙二人對(duì)繩的拉力大小一定相等 D．繩的質(zhì)量不能忽略不計(jì)時(shí)，甲對(duì)繩的拉力一定大于乙對(duì)繩的拉力 【例8】物體靜止在斜面上，以下幾種分析中正確的是 A．物體受到的靜摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物體所受重力沿垂直于斜面的分力就是物體對(duì)斜面的壓力 C．物體所受重力的反作用力就是斜面對(duì)它的靜摩擦力和支持力這兩個(gè)力的合力 D ．物體受到的支持力的反作用力，就是物體對(duì)斜面的壓力 【例9】人走路時(shí)，人和地球間的作用力和反作用力的對(duì)數(shù)有 A．一對(duì) B．二對(duì) C ．三對(duì) D．四對(duì) 【例10】物體靜止于水平桌面上，則 Ａ ．桌面對(duì)物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力 Ｂ．物體所受的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用力與反作用力 Ｃ．物體對(duì)桌面的壓力就是物體的重力，這兩個(gè)力是同一種性質(zhì)的力 Ｄ．物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡的力 點(diǎn)評(píng)： （1）一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的最直觀的區(qū)別就是：看作用點(diǎn)，二力平衡時(shí)此兩力作用點(diǎn)一定是同一物體；作用力和反作用力的作用點(diǎn)一定是分別在兩個(gè)物體上． （2）兩個(gè)力是否是“作用力和反作用力”的最直觀區(qū)別是：看它們是否是因相互作用而產(chǎn)生的．如B選項(xiàng)中的重力和支持力，由于重力不是因支持才產(chǎn)生的，因此，這一對(duì)力不是作用力和反作用力． 三、針對(duì)訓(xùn)練 1．火車在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對(duì)車豎直上拋，當(dāng)鑰匙（相對(duì)車）落下來時(shí)（ ） A．落在手的后方 B．落在在手的前方 C．落在手中 D．無法確定 2．根據(jù)牛頓第一定律，我們可以得到如下的推論 （ ） A．靜止的物體一定不受其它外力作用 B．慣性就是質(zhì)量，慣性是一種保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性 C．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，必定受到外力的作用 D．力停止作用后，物體就慢慢停下來 3．關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是（ ） A．只有處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體才具有慣性 B．只有運(yùn)動(dòng)的物體才能表現(xiàn)出它的慣性 C．物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其慣性不斷變化 D．以上結(jié)論不正確 4．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)證明了（ ） A．要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用，沒有力作用物體將靜止 B．要物體靜止必須有力作用，沒有力作用物體就運(yùn)動(dòng) C．物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài) D．物體不受外力作用時(shí)，總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài) 5．關(guān)于慣性，下述哪些說法是正確的（ ） A．慣性除了跟物體質(zhì)量有關(guān)外，還跟物體速度有關(guān) B．物體只有在不受外力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性 C．乒乓球可快速抽殺，是因?yàn)槠古仪虻膽T性小的緣故 D．戰(zhàn)斗機(jī)投人戰(zhàn)斗時(shí)，必須丟掉副油箱，減小慣性以保證其運(yùn)動(dòng)的靈活性 6．如圖所示，一個(gè)劈形物體M放在固定的粗糙的斜面上，上面成水平．在水平面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是（ ） A．沿斜面向下的直線 B．豎直向下的直線 C．無規(guī)則曲線 D．拋物線 7．關(guān)于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個(gè)力的下列說法中，正確的是（ ） A．作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力 B．作用力與反作用力大小相等，方向相反，因而可以互相抵消 C．相互平衡的兩個(gè)力的性質(zhì)，可以相同，也可以不同 D．相互平衡的兩個(gè)力大小相等，方向相反，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失 8．質(zhì)量為M的木塊靜止在傾角為α的斜面上，設(shè)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則下列說法正確的是 （ ） A．木塊受重力，斜面對(duì)它的支持力和摩擦力的作用 B．木塊對(duì)斜面的壓力與斜面對(duì)木塊的支持力大小相等，方向相反 C．斜面對(duì)木塊的摩擦力與重力沿科面向下的分力Mgsinα大小相等，方向相反 D．斜面對(duì)木塊的摩擦力大小可以寫成μMgcosα 9．下面關(guān)于慣性的說法中，正確的是 A．運(yùn)動(dòng)速度大的物體比速度小的物體難以停下來，所以運(yùn)動(dòng)速度大的物體具有較大的慣性 B．物體受的力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大 C．物體的體積越大，慣性越大 D．物體含的物質(zhì)越多，慣性越大 10．關(guān)于作用力與反作用力，下列說法中正確的有 A．物體相互作用時(shí)，先有作用力，后有反作用力 B．作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，因而這二力平衡 C．作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力，例如，作用力是彈力，其反作用力可能是摩擦力 D．作用力和反作用力總是同時(shí)分別作用在相互作用的兩個(gè)物體上 11．（xx年春上海大綜試題）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以下選項(xiàng)中正確的是 A．人只有在靜止的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，才會(huì)落在車廂的原來位置 B．人在沿直線勻速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方 C．人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方 D．人在沿直線減速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方 12．關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是 A．只有處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才具有慣性 B．只有運(yùn)動(dòng)的物體才能表現(xiàn)出它的慣性 C．物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其慣性不斷變化 D．以上說法均不正確 13．下列現(xiàn)象中能直接由牛頓第一定律解釋的是 A．豎直上升的氣球上掉下的物體，仍能繼續(xù)上升一定高度后才豎直下落 B．水平勻速飛行的飛機(jī)上釋放的物體，從飛機(jī)上看是做自由落體運(yùn)動(dòng) C．水平公路上運(yùn)動(dòng)的卡車，速度逐漸減小直至停止 D．用力將完好的雞蛋敲碎 14．火車在平直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回車上原處，這是因?yàn)? A．人跳起時(shí)，車廂內(nèi)的空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng) B．人跳起瞬間，車廂地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng) C．人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下必定偏后一些，只是由于時(shí)間很短，偏后距離太小，不明顯而已 D．人跳起后直到落地，在水平方向上保持與車相同的速度 15．大人拉小孩，下列說法正確的是 A．當(dāng)小孩被大人拉走時(shí)，大人拉力大于小孩拉力 B．當(dāng)小孩賴著不動(dòng)時(shí)，大人拉力大于小孩的拉力 C．不管什么情況下，大人拉力總大于小孩的拉力，因?yàn)榇笕说牧饪偙刃『⒋? D．不管什么情況下，大人拉力與小孩拉力大小相等 參考答案： 1．C 2．C 3．D 4．D 5．CD 6．B 7．AC 8．ABC 9．D 10．D 11．C 12．D 13．AB 14．D 15．D 教學(xué)反饋 動(dòng)力學(xué)是力與運(yùn)動(dòng)學(xué)的結(jié)合，經(jīng)過前兩章的復(fù)習(xí)以及學(xué)生在高一所學(xué)的基礎(chǔ)上，從課堂氣氛可以反映出學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入高三復(fù)習(xí)狀態(tài)，從學(xué)生反映看，學(xué)生對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律很熟悉，區(qū)分 作用力反作用力與一對(duì)平衡力部分學(xué)生還掌握不是很好，但是這些主要靠記憶，相信學(xué)生通過復(fù)習(xí)應(yīng)該能加深印象。 牛頓第二定律 目標(biāo)： 1．理解牛頓第二定律，能夠運(yùn)用牛頓第二定律解決力學(xué)問題 2．理解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行相關(guān)的判斷 3．掌握應(yīng)用牛頓第二定律分析問題的基本方法和基本技能 重點(diǎn)：理解牛頓第二定律 難點(diǎn)： 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 過程： 一、牛 頓 第 二 定 律 1．定律的表述 物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma （其中的F和m、a必須相對(duì)應(yīng)） 點(diǎn)評(píng)：特別要注意表述的第三句話。因?yàn)榱图铀俣榷际鞘噶浚鼈兊年P(guān)系除了數(shù)量大小的關(guān)系外，還有方向之間的關(guān)系。明確力和加速度方向，也是正確列出方程的重要環(huán)節(jié)。 若F為物體受的合外力，那么a表示物體的實(shí)際加速度；若F為物體受的某一個(gè)方向上的所有力的合力，那么a表示物體在該方向上的分加速度；若F為物體受的若干力中的某一個(gè)力，那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度，不是物體的實(shí)際加速度。 2．對(duì)定律的理解： （1）瞬時(shí)性：加速度與合外力在每個(gè)瞬時(shí)都有大小、方向上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)為：合外力恒定不變時(shí)，加速度也保持不變。合外力變化時(shí)加速度也隨之變化。合外力為零時(shí)，加速度也為零。 （2）矢量性：牛頓第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度與合外力的大小關(guān)系.矢量式的含義在于加速度的方向與合外力的方向始終一致. （3）同一性：加速度與合外力及質(zhì)量的關(guān)系，是對(duì)同一個(gè)物體（或物體系）而言。即 F與a均是對(duì)同一個(gè)研究對(duì)象而言。 （4）相對(duì)性：牛頓第二定律只適用于慣性參照系。 （5）局限性：牛頓第二定律只適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，不適用于高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子。 3．牛頓第二定律確立了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 牛頓第二定律明確了物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間的定量關(guān)系。聯(lián)系物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的橋梁或紐帶就是加速度。 4．應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟 （1）明確研究對(duì)象?？梢砸阅骋粋€(gè)物體為對(duì)象，也可以以幾個(gè)物體組成的質(zhì)點(diǎn)組為對(duì)象。設(shè)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為mi，對(duì)應(yīng)的加速度為ai，則有： F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan 對(duì)這個(gè)結(jié)論可以這樣理解： 先分別以質(zhì)點(diǎn)組中的每個(gè)物體為研究對(duì)象用牛頓第二定律： ∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，……∑Fn=mnan， 將以上各式等號(hào)左、右分別相加，其中左邊所有力中，凡屬于系統(tǒng)內(nèi)力的，總是成對(duì)出現(xiàn)并且大小相等方向相反的，其矢量和必為零，所以最后得到的是該質(zhì)點(diǎn)組所受的所有外力之和，即合外力F。 （2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析。同時(shí)還應(yīng)該分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力圖旁邊畫出來。 （3）若研究對(duì)象在不共線的兩個(gè)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，一般用平行四邊形定則（或三角形定則）解題；若研究對(duì)象在不共線的三個(gè)以上的力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，一般用正交分解法解題（注意靈活選取坐標(biāo)軸的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。 （4）當(dāng)研究對(duì)象在研究過程的不同階段受力情況有變化時(shí)，那就必須分階段進(jìn)行受力分析，分階段列方程求解。 解題要養(yǎng)成良好的習(xí)慣。只要嚴(yán)格按照以上步驟解題，同時(shí)認(rèn)真畫出受力分析圖，標(biāo)出運(yùn)動(dòng)情況，那么問題都能迎刃而解。 二、應(yīng)用舉例 1．力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的定性分析 【例1】 如圖所示，如圖所示，輕彈簧下端固定在水平面上。一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落，接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中，下列說法中正確的是 A．小球剛接觸彈簧瞬間速度最大 B．從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上 C ．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的速度先增大后減小 D ．從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn)，小球的加速度先減小后增大 【例2】如圖所示．彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住物體m．現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)．如果物體受到的阻力恒定，則 A ．物體從A到O先加速后減速 B．物體從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng) C ．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為零 點(diǎn)評(píng)： （1）解答此題容易犯的錯(cuò)誤就是認(rèn)為彈簧無形變時(shí)物體的速度最大，加速度為零．這顯然是沒對(duì)物理過程認(rèn)真分析，靠定勢(shì)思維得出的結(jié)論．要學(xué)會(huì)分析動(dòng)態(tài)變化過程，分析時(shí)要先在腦子里建立起一幅較為清晰的動(dòng)態(tài)圖景，再運(yùn)用概念和規(guī)律進(jìn)行推理和判斷． （2）通過此題，可加深對(duì)牛頓第二定律中合外力與加速度間的瞬時(shí)關(guān)系的理解，加深對(duì)速度和加速度間關(guān)系的理解．譬如，本題中物體在初始階段，盡管加速度在逐漸減小，但由于它與速度同向，所以速度仍繼續(xù)增大． 2．牛頓第二定律的瞬時(shí)性 【例3】（xx年上海高考題）如圖（1）所示，一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1 、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。 （1）下面是某同學(xué)對(duì)該題的某種解法： 解：設(shè)L1線上拉力為T1，L2線上拉力為T2，重力為mg，物體在三力作用下處于平衡。mg，，解得 =mgtanθ，剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體卻在T2反方向獲得加速度，因?yàn)閙gtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？說明理由。 （2）若將圖（1）中的細(xì)線L1改為長(zhǎng)度相同，質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖（2）所示，其它條件不變，求解的步驟和結(jié)果與（1）完全相同，即a=gtanθ，你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)說明理由。 點(diǎn)評(píng)：牛頓第二定律F合＝ma反映了物體的加速度a跟它所受合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系．物體受到外力作用，同時(shí)產(chǎn)生了相應(yīng)的加速度，外力恒定不變，物體的加速度也恒定不變；外力隨著時(shí)間改變時(shí)，加速度也隨著時(shí)間改變；某一時(shí)刻，外力停止作用，其加速度也同時(shí)消失． 3．正交分解法 【例4】如圖所示，質(zhì)量為4 kg的物體靜止于水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，物體受到大小為20Ｎ，與水平方向成30角斜向上的拉力F作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)，求物體的加速度是多大?（g取10 m/s2） 點(diǎn)評(píng)：當(dāng)物體的受力情況較復(fù)雜時(shí)，根據(jù)物體所受力的具體情況和運(yùn)動(dòng)情況建立合適的直角坐標(biāo)系，利用正交分解法來解． 4．合成法與分解法 【例5】如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37角，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1kg．（g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8） （1）求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況． （2）求懸線對(duì)球的拉力． 點(diǎn)評(píng)：本題解題的關(guān)鍵是根據(jù)小球的加速度方向，判斷出物體所受合外力的方向，然后畫出平行四邊形，解其中的三角形就可求得結(jié)果． 【例6】如圖所示， m =4kg的小球掛在小車后壁上，細(xì)線與豎直方向成37角。求： （1）小車以a=g向右加速； （2）小車以a=g向右減速時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力F1和后壁對(duì)小球的壓力F2各多大？ 解析： （1）向右加速時(shí)小球?qū)蟊诒厝挥袎毫Γ蛟谌齻€(gè)共點(diǎn)力作用下向右加速。合外力向右，F(xiàn)2向右，因此G和F1的合力一定水平向左，所以 F1的大小可以用平行四邊形定則求出：F1=50N，可見向右加速時(shí)F1的大小與a無關(guān)；F2可在水平方向上用牛頓第二定律列方程：F2-0.75G =ma計(jì)算得F2=70N?？梢钥闯鯢2將隨a的增大而增大。（這種情況下用平行四邊形定則比用正交分解法簡(jiǎn)單。） （2）必須注意到：向右減速時(shí)，F(xiàn)2有可能減為零，這時(shí)小球?qū)㈦x開后壁而“飛”起來。這時(shí)細(xì)線跟豎直方向的夾角會(huì)改變，因此F1的方向會(huì)改變。所以必須先求出這個(gè)臨界值。當(dāng)時(shí)G和F1的合力剛好等于ma，所以a的臨界值為。當(dāng)a=g時(shí)小球必將離開后壁。不難看出，這時(shí)F1=mg=56N， F2=0 【例7】如圖所示，在箱內(nèi)傾角為α的固定光滑斜面上用平行于斜面的細(xì)線固定一質(zhì)量為m的木塊。求：（1）箱以加速度a勻加速上升，（2）箱以加速度a向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，線對(duì)木塊的拉力F1和斜面對(duì)箱的壓力F2各多大？ 點(diǎn)評(píng)：還應(yīng)該注意到F1的表達(dá)式F1=m（gsinα-acosα）顯示其有可能得負(fù)值，這意味著繩對(duì)木塊的力是推力，這是不可能的。這里又有一個(gè)臨界值的問題：當(dāng)向左的加速度a≤gtanα?xí)rF1=m（gsinα-acosα）沿繩向斜上方；當(dāng)a>gtanα?xí)r木塊和斜面不再保持相對(duì)靜止，而是相對(duì)于斜面向上滑動(dòng)，繩子松弛，拉力為零。 5．在動(dòng)力學(xué)問題中的綜合應(yīng)用 【例7】 如圖所示，質(zhì)量m=4kg的物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，在與水平成θ=37角的恒力F作用下，從靜止起向右前進(jìn)t1=2.0s后撤去F，又經(jīng)過t2=4.0s物體剛好停下。求：F的大小、最大速度vm、總位移s。 點(diǎn)評(píng)：需要引起注意的是：在撤去拉力F前后，物體受的摩擦力發(fā)生了改變。 可見，在動(dòng)力學(xué)問題中應(yīng)用牛頓第二定律，正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是解題的關(guān)鍵，求解加速度是解決問題的紐帶，要牢牢地把握住這一解題的基本方法和基本思路。我本在下一專題將詳細(xì)研究這一問題。 三、針對(duì)訓(xùn)練 1．下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的幾種說法中，正確的是 A．物體所受合外力的方向，就是物體運(yùn)動(dòng)的方向 B．物體所受合外力不為零時(shí)，其速度不可能為零 C．物體所受合外力不為零，其加速度一定不為零 D．合外力變小的，物體一定做減速運(yùn)動(dòng) 2．放在光滑水平面上的物體，在水平方向的兩個(gè)平衡力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若其中一個(gè)力逐漸減小到零后，又恢復(fù)到原值，則該物體的 A．速度先增大后減小 B．速度一直增大，直到某個(gè)定值 C．加速度先增大，后減小到零 D．加速度一直增大到某個(gè)定值 3．下列對(duì)牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是 A．由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比 B．由可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比 C．由可知，物體的加速度與其所受合外力成正比，與其質(zhì)量成反比 D．由可知，物體的質(zhì)量可以通過測(cè)量它的加速度和它所受到的合外力而求得 4．在牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的說法正確的是 A．在任何情況下k都等于1 B．因?yàn)閗＝１，所以k可有可無 C．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的大小決定 D．k的數(shù)值由質(zhì)量、加速度和力的單位決定 5．對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一水平拉力，當(dāng)力剛開始作用的瞬間 A．物體立即獲得速度 Ｂ．物體立即獲得加速度 C．物體同時(shí)獲得速度和加速度 D．由于物體未來得及運(yùn)動(dòng)，所以速度和加速度都為零 6．質(zhì)量為1kg的物體受到兩個(gè)大小分別為2Ｎ和2Ｎ的共點(diǎn)力作用，則物體的加速度大小可能是 A．5 m/s2 B．3 m/s 2 C．2 m/s 2 D．0.5 m/s 2 7．如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體，在水平地面上向左運(yùn)動(dòng)．物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2．與此同時(shí)，物體受到一個(gè)水平向右的推力F＝20N的作用，則物體的加速度為（g取10 m/s2） A．0 B．4 m/s2，水平向右 C．2 m/s2，水平向右 D．2 m/s2，水平向左 8．質(zhì)量為ｍ的物體放在粗糙的水平面上，水平拉力F作用于物體上，物體產(chǎn)生的加速度為a，若作用在物體上的水平拉力變?yōu)? F，則物體產(chǎn)生的加速度 A．小于a B．等于a C．在a和2a之間 D．大于2a 9．物體在力F作用下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)力F逐漸減小時(shí)，物體的加速度________，速度______；當(dāng)F減小到0時(shí)，物體的加速度將_______，速度將________．（填變大、變小、不變、最大、最小和零）等． 10．如圖所示，物體A、B用彈簧相連，mB=2mA， A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，均為μ，在力F作用下，物體系統(tǒng)做勻速運(yùn)動(dòng)，在力F撤去的瞬間，A的加速度為_______，B的加速度為_______（以原來的方向?yàn)檎较颍? 11．甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為5∶3，所受外力大小之比為2∶3，則甲、乙兩物體加速度大小之比為 ． 12．質(zhì)量為8103 kg的汽車，以1.5 m/s2的加速度沿水平路面加速，阻力為2.5103Ｎ，那么汽車的牽引力為 Ｎ． 13．質(zhì)量為1.0 kg的物體，其速度圖像如圖所示，4s內(nèi)物體所受合外力的最大值是 N；合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，合外力大小為 Ｎ． 14．在質(zhì)量為M的氣球下面吊一質(zhì)量為m的物體勻速上升．某時(shí)刻懸掛物體的繩子斷了，若空氣阻力不計(jì)，物體所受的浮力大小不計(jì)，求氣球上升的加速度． 參考答案： 1.C 2.BC 3.CD 4.D 5.B 6.ABC 7.B 8.D 9．變小、增大、為零、不變 10．0；－μg 11. 2∶5 12. 1.45104 13.4 2 14. 教學(xué)后記 學(xué)生通過復(fù)習(xí)掌握了解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的方法，但是對(duì)于比較復(fù)雜的綜合性題目，學(xué)生解起來有一定的難度，在以后的復(fù)習(xí)中應(yīng)注意加強(qiáng)訓(xùn)練。 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo)： 1．掌握運(yùn)用牛頓三定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本方法、步驟 2．學(xué)會(huì)用整體法、隔離法進(jìn)行受力分析，并熟練應(yīng)用牛頓定律求解 3．理解超重、失重的概念，并能解決有關(guān)的問題 4．掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析問題的基本方法和基本技能 教學(xué)重點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn)： 受力分析，牛頓第二定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用 教學(xué)方法：講練結(jié)合，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 教學(xué)過程： 一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律在動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用 1．運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的動(dòng)力學(xué)問題常?？梢苑譃閮煞N類型（兩類動(dòng)力學(xué)基本問題）： （1）已知物體的受力情況，要求物體的運(yùn)動(dòng)情況．如物體運(yùn)動(dòng)的位移、速度及時(shí)間等． （2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，要求物體的受力情況（求力的大小和方向）． 但不管哪種類型，一般總是先根據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度，然后再由此得出問題的答案． 兩類動(dòng)力學(xué)基本問題的解題思路圖解如下： 牛頓第二定律 加速度a 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 運(yùn)動(dòng)情況 第一類問題 受力情況 加速度a 另一類問題 牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 可見，不論求解那一類問題，求解加速度是解題的橋梁和紐帶，是順利求解的關(guān)鍵。 點(diǎn)評(píng)：我們遇到的問題中，物體受力情況一般不變，即受恒力作用，物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故常用的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，如 等. 2．應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟 （1）認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型。 （2）選取研究對(duì)象.所選取的研究對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的整體.同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象。 （3）分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。 （4）當(dāng)研究對(duì)象所受的外力不在一條直線上時(shí)：如果物體只受兩個(gè)力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力；如果物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般把各個(gè)力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上。 （5）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。 （6）求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。 3．應(yīng)用例析 【例1】一斜面AB長(zhǎng)為10m，傾角為30，一質(zhì)量為2kg的小物體（大小不計(jì)）從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑，如圖所示（g取10 m/s2） （1）若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間． （2）若給小物體一個(gè)沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面勻速下滑，則小物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是多少? 【例2】如圖所示，一高度為h=0.8m粗糙的水平面在B點(diǎn)處與一傾角為θ=30光滑的斜面BC連接，一小滑塊從水平面上的A點(diǎn)以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)小滑塊恰能沿光滑斜面下滑。已知AB間的距離s=5m，求： （1）小滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)； （2）小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面所需的時(shí)間； 【例3】靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg，在水平恒力F推動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng)，4 s末它的速度達(dá)到4m/s，此時(shí)將F撤去，又經(jīng)6 s物體停下來，如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，求F的大小。 點(diǎn)評(píng)：解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，受力分析是關(guān)鍵，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的分析同樣重要，特別是像這類運(yùn)動(dòng)過程較復(fù)雜的問題，更應(yīng)注意對(duì)運(yùn)動(dòng)過程的分析。 在分析物體的運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，一定弄清整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中物體的加速度是否相同，若不同，必須分段處理，加速度改變時(shí)的瞬時(shí)速度即是前后過程的聯(lián)系量。分析受力時(shí)要注意前后過程中哪些力發(fā)生了變化，哪些力沒發(fā)生變化。四、連接體（質(zhì)點(diǎn)組） 在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，有時(shí)為了方便，可以取一組物體（一組質(zhì)點(diǎn)）為研究對(duì)象。這一組物體一般具有相同的速度和加速度，但也可以有不同的速度和加速度。以質(zhì)點(diǎn)組為研究對(duì)象的好處是可以不考慮組內(nèi)各物體間的相互作用，這往往給解題帶來很大方便。使解題過程簡(jiǎn)單明了。 二、整體法與隔離法 1．整體法：在研究物理問題時(shí)，把所研究的對(duì)象作為一個(gè)整體來處理的方法稱為整體法。采用整體法時(shí)不僅可以把幾個(gè)物體作為整體，也可以把幾個(gè)物理過程作為一個(gè)整體，采用整體法可以避免對(duì)整體內(nèi)部進(jìn)行繁鎖的分析，常常使問題解答更簡(jiǎn)便、明了。 運(yùn)用整體法解題的基本步驟： （1）明確研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過程. （2）畫出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過程的示意圖. （3）尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解 2．隔離法：把所研究對(duì)象從整體中隔離出來進(jìn)行研究，最終得出結(jié)論的方法稱為隔離法。可以把整個(gè)物體隔離成幾個(gè)部分來處理，也可以把整個(gè)過程隔離成幾個(gè)階段來處理，還可以對(duì)同一個(gè)物體，同一過程中不同物理量的變化進(jìn)行分別處理。采用隔離物體法能排除與研究對(duì)象無關(guān)的因素，使事物的特征明顯地顯示出來，從而進(jìn)行有效的處理。 運(yùn)用隔離法解題的基本步驟： （1）明確研究對(duì)象或過程、狀態(tài)，選擇隔離對(duì)象.選擇原則是：一要包含待求量，二是所選隔離對(duì)象和所列方程數(shù)盡可能少。 （2）將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來；或?qū)⒀芯康哪碃顟B(tài)、某過程從運(yùn)動(dòng)的全過程中隔離出來。 （3）對(duì)隔離出的研究對(duì)象、過程、狀態(tài)分析研究，畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過程示意圖。 （4）尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解。 3．整體和局部是相對(duì)統(tǒng)一相輔相成的 隔離法與整體法，不是相互對(duì)立的，一般問題的求解中，隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運(yùn)用，相輔相成.所以，兩種方法的取舍，并無絕對(duì)的界限，必須具體分析，靈活運(yùn)用.無論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量（即中間未知量的出現(xiàn)，如非待求的力，非待求的中間狀態(tài)或過程等）的出現(xiàn)為原則 4．應(yīng)用例析 【例4】如圖所示，A、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng)，求A、B間的彈力FN。 點(diǎn)評(píng)：這個(gè)結(jié)論還可以推廣到水平面粗糙時(shí)（A、B與水平面間μ相同）；也可以推廣到沿斜面方向推A、B向上加速的問題，有趣的是，答案是完全一樣的。 【例5】如圖所示，質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦均不計(jì).在已知水平推力F的作用下，A、B做加速運(yùn)動(dòng).A對(duì)B的作用力為多大? α 點(diǎn)評(píng)：對(duì)連結(jié)體（多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體）問題，通常先取整體為研究對(duì)象，然后再根據(jù)要求的問題取某一個(gè)物體為研究對(duì)象. A B F 【例6】 如圖，傾角為α的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止。求水平面給斜面的摩擦力大小和方向。 【例7】如圖所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時(shí)，A、B的加速度各多大？ 【例8】如圖所示，質(zhì)量為M的木箱放在水平面上，木箱中的立桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，開始時(shí)小球在桿的頂端，由靜止釋放后，小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的，即a=g，則小球在下滑的過程中，木箱對(duì)地面的壓力為多少？ 命題意圖：考查對(duì)牛頓第二定律的理解運(yùn)用能力及靈活選取研究對(duì)象的能力.B級(jí)要求. 錯(cuò)解分析：（1）部分考生習(xí)慣于具有相同加速度連接體問題演練，對(duì)于“一動(dòng)一靜”連續(xù)體問題難以對(duì)其隔離，列出正確方程.（2）思維缺乏創(chuàng)新，對(duì)整體法列出的方程感到疑惑. 三、臨界問題 在某些物理情境中，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的過程中，由于條件的變化，會(huì)出現(xiàn)兩種狀態(tài)的銜接，兩種現(xiàn)象的分界，同時(shí)使某個(gè)物理量在特定狀態(tài)時(shí)，具有最大值或最小值。這類問題稱為臨界問題。在解決臨界問題時(shí)，進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，找出臨界狀態(tài)是解題的關(guān)鍵。 【例9】一個(gè)質(zhì)量為0.2 kg的小球用細(xì)線吊在傾角θ=53的斜面頂端，如圖，斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計(jì)摩擦，當(dāng)斜面以10 m/s2的加速度向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求繩的拉力及斜面對(duì)小球的彈力. 命題意圖：考查對(duì)牛頓第二定律的理解應(yīng)用能力、分析推理能力及臨界條件的挖掘能力。 四、超重、失重和視重 1．超重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ? 大于 物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象。 產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件是物體具有 向上 的加速度。與物體速度的大小和方向無關(guān)。 產(chǎn)生超重現(xiàn)象的原因：當(dāng)物體具有向上的加速度a（向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng)）時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力（或懸掛物對(duì)物體的拉力）為F，由牛頓第二定律得 F－mg＝ma 所以F＝m（g＋a）＞mg 由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ〧 ′＞mg. 2．失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ? 小于 物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象。 產(chǎn)生失重現(xiàn)象的條件是物體具有 向下 的加速度，與物體速度的大小和方向無關(guān). 產(chǎn)生失重現(xiàn)象的原因：當(dāng)物體具有向下的加速度a（向下加速運(yùn)動(dòng)或向上做減速運(yùn)動(dòng)）時(shí)，支持物對(duì)物體的支持力（或懸掛物對(duì)物體的拉力）為F。由牛頓第二定律 mg－F＝ma，所以 F＝m（g－a）＜mg 由牛頓第三定律知，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ〧 ′＜mg. 完全失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔诹愕臓顟B(tài)，叫做完全失重狀態(tài). 產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件：當(dāng)物體豎直向下的加速度等于重力加速度時(shí)，就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象。 點(diǎn)評(píng)：（1）在地球表面附近，無論物體處于什么狀態(tài)，其本身的重力G＝mg始終不變。超重時(shí)，物體所受的拉力（或支持力）與重力的合力方向向上，測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于物體的重力；失重時(shí)，物體所受的拉力（或支持力）與重力的合力方向向下，測(cè)力計(jì)的示數(shù)小于物體的重力.可見，在失重、超重現(xiàn)象中，物體所受的重力始終不變，只是測(cè)力計(jì)的示數(shù)（又稱視重）發(fā)生了變化，好像物體的重量有所增大或減小。 （2）發(fā)生超重和失重現(xiàn)象，只決定于物體在豎直方向上的加速度。物體具有向上的加速度時(shí)，處于超重狀態(tài)；物體具有向下的加速度時(shí)，處于失重狀態(tài)；當(dāng)物體豎直向下的加速度為重力加速度時(shí)，處于完全失重狀態(tài).超重、失重與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。 3．應(yīng)用例析 【例10】質(zhì)量為m的人站在升降機(jī)里，如果升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的絕對(duì)值為a，升降機(jī)底板對(duì)人的支持力F=mg+ma，則可能的情況是 （ ） A.升降機(jī)以加速度a向下加速運(yùn)動(dòng) B .升降機(jī)以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng) C.在向上運(yùn)動(dòng)中，以加速度a制動(dòng) D .在向下運(yùn)動(dòng)中，以加速度a制動(dòng) 【例11】下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，能在繞地球飛行的太空實(shí)驗(yàn)艙中完成的是 A．用天平測(cè)量物體的質(zhì)量 B．用彈簧秤測(cè)物體的重力 C ．用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度 D．用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng) 五、針對(duì)訓(xùn)練： 1．如圖所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒有跳起。當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為 A.g B. g C.0 D. g 2．如圖所示，A、B兩小球分別連在彈簧兩端，B端用細(xì)線固定在傾角為30的光滑斜面上，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為 A．都等于 B．和0 C．和0 D．0和 3．.如圖，質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)過程中A、B之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，當(dāng)物體離開平衡位置的位移為x時(shí)，A、B間摩擦力的大小等于 A．0 B．kｘ C．（）kｘ D．（）kｘ 4．質(zhì)量為 m的物塊B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A的質(zhì)量為2 m與地面間的摩擦不計(jì)。在已知水平推力F的作用下，A、B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A對(duì)B的作用力為____________。 5．質(zhì)量為60 kg的人站在升降機(jī)中的體重計(jì)上，當(dāng)升降機(jī)做下列各種運(yùn)動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)是多少？ （1）升降機(jī)勻速上升 （2）升降機(jī)以4 m/s2的加速度上升 （3）升降機(jī)以5 m/s2的加速度下降 （4）升降機(jī)以重力加速度g加速下降 （5）以加速度a=12 m/s2加速下降 6．（xx年廣東）A的質(zhì)量m1=4 m，B的質(zhì)量m2=m，斜面固定在水平地面上。開始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放手，讓A沿斜面下滑而B上升。A與斜面無摩擦，如圖，設(shè)當(dāng)A沿斜面下滑s距離后，細(xì)線突然斷了。求B上升的最大高度H。 7．質(zhì)量為200 kg的物體，置于升降機(jī)內(nèi)的臺(tái)秤上，從靜止開始上升。運(yùn)動(dòng)過程中臺(tái)秤的示數(shù)F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示，求升降機(jī)在7s鐘內(nèi)上升的高度（取g＝10 m/s2） 8．空間探測(cè)器從某一星球表面豎直升空。已知探測(cè)器質(zhì)量為1500Kg，發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)力為恒力。探測(cè)器升空后發(fā)動(dòng)機(jī)因故障突然關(guān)閉，圖6是探測(cè)器從升空到落回星球表面的速度隨時(shí)間變化的圖線，則由圖象可判斷該探測(cè)器在星球表面達(dá)到的最大高度Hm為多少m？發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)力F為多少N？ 參考答案： 1．D 2．D 3．D 4．N=（F+2μmg） 5．以人為研究對(duì)象，受重力和體重計(jì)的支持力F的作用，由牛頓第三定律知，人受到支持力跟人對(duì)體重計(jì)的壓力大小相等，所以體重計(jì)的讀數(shù)即為支持力的大小. （1）勻速上升時(shí)，a=0，所以F-mg=0即F=mg=600 N （2）加速上升時(shí)，a向上，取向上為正方向，則根據(jù)牛頓第二定律：F-mg=ma 所以F=mg+ma=m（g+a）=840 N （3）加速下降時(shí)，a向下，取向下為正方向，根據(jù)牛頓第二定律：mg-F=ma 所以F=mg-ma=m（g-a）=300 N （4）以a=g加速下降時(shí)，取向下為正，根據(jù)牛頓第二定律：mg-F=mg 故F=0，即完全失重 （5）以a=12 m/s2 加速下降，以向下為正，根據(jù)牛頓第二定律：F=mg-ma F=mg-ma=m（g-a）=-120 N負(fù)號(hào)表示人已離開體重計(jì)，故此時(shí)體重計(jì)示數(shù)為0. 6．H=1.2 s 7．解析：在０～2s這段時(shí)間內(nèi)臺(tái)秤示數(shù)為3000Ｎ，即超重1000N，這時(shí)向上的加速度；在2～5s這段時(shí)間內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)為xx N，等于物體的重力，說明物體做勻速運(yùn)動(dòng)；在5～7s這段時(shí)間內(nèi)，臺(tái)秤的示數(shù)為F3＝1000 N，比物重小1000N，即失重，這時(shí)物體做勻減速上升運(yùn)動(dòng)，向下的加速度。畫出這三段時(shí)間內(nèi)的v - t圖線如圖所示，v - t圖線所圍成的面積值即表示上升的高度，由圖知上升高度為：h＝50 m. 8．Hm=480m F= 11250 N 教學(xué)后記 整體法與隔離法，臨界問題是牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，高考也經(jīng)常出現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生正確理解掌握這些方法是關(guān)鍵，也為后面的復(fù)習(xí)打下基礎(chǔ)。