2013年高考一轮：第三章第3单元牛顿运动定律的综合应用.ppt

,思维启动如图331是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，那么火箭在加速上升阶段处于_状态(填“超重”或“失重”，下同)，火箭停止工作后上升阶段处于_状态，神舟飞船在绕地球匀速圆周运动阶段处于_状态。,图331,提示：火箭加速上升阶段，具有向上的加速度，处于超重状态，火箭停止工作后上升阶段具有向下的加速度，处于失重状态，神舟飞船绕地球做匀速圆周运动时，也具有向下的加速度，处于失重状态。,知识联动1视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重，视重大小等于测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。,2超重、失重和完全失重比较,3对超重、失重问题的理解(1)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即ay0，物体就会出现超重或失重状态。当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。,(2)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态。(3)超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化。,(4)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等。,应用升级1.(双选)如图332所示，运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上图332弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中，跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是(),A运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小,解析：运动员由BC的过程中，先向下加速后向下减速，即先失重后超重，但跳板的形变量一直变大，所以跳板所受的压力一直变大，A项错，B项对；运动员由CB的过程中，先向上加速后向上减速，即先超重后失重，跳板所受的压力一直变小，C项错，D项对。答案：BD,思维启动如图333所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计。若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2。则：a1_a2，F1_F2(填“”、“”或“”)。,图333,(3)整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。,答案：AC,知识检索(1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。(2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。(3)物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma。,典题例析例1一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的砝码和一套便携式DIS实验系统，砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图335所示。取重力加速度g10m/s2，根据表格中的数据。,图335,求：(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小；(2)电梯在3.0s13.0s时段内的速度v的大小；(3)电梯在19.0s内上升的高度H。,审题指导解答本题时应注意以下三点：(1)显示器的示数大小为砝码所受拉力大小；(2)根据F与mg的大小关系确定a的方向；(3)由牛顿第二定律确定a的大小。,答案(1)1.6m/s20.8m/s2(2)4.8m/s(3)69.6m,拓展训练1（双选）在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头(重力不计)固定在一个质量为1kg的手提包上进入电梯，到达某一楼层后停止。该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中：,为此，该同学在计算机上画出了很多图像，请你根据上表数据和所学知识判断如图336所示的图像(设F为手提包受到的拉力，取g9.8m/s2)中正确的是(),图336,解析：由题意可知，电梯在14s内一直向上运动，位移x一直增大，故D错误；前3s做匀加速直线运动，最后3s做匀减速直线运动，加速度大小不随时间改变，故B错误，A正确；由F1mgma1，F1m(ga1)10.2N，中间8s内，F2mg9.8N，最后3s内，F3mgma2，F3m(ga2)9.4N，故C正确。答案：AC,知识检索(1)当连接体各部分加速度相同时，一般的思维方法是先用整体法求出加速度，再求各部分间的相互作用力。(2)当求各部分之间作用力时一定要用隔离法。考虑解题的方便有两个原则：一是选出的隔离体应包含所求的未知量；二是在独立方程的个数等于未知量的前提下，隔离体的数目应尽可能的少。,典题例析例2（双选）如图337所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为。为了增加轻线上的张力，可行的办法是()A减小A物块的质量B增大B物块的质量C增大倾角D增大动摩擦因数,图337,思路点拨解答本题可按以下思路进行：,答案AB,答案：B,知识检索动力学中的临界问题一般有三种解法：1极限法在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的。,2假设法有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类题，一般用假设法。3数学法将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件。,典题例析例3如图339所示，在倾角为30的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，C为图339一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的力F拉物块A使之向上匀加速运动，当物块B刚要离开C时F的大小恰为2mg。求：从F开始作用到物块B刚要离开C的时间。,审题指导解答本题时应注意以下两点：(1)物块B刚要离开C的临界条件。(2)系统静止时和B刚要离开C时弹簧所处的状态。,拓展训练3质量为m1.0kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为0.2，木板长L1.0m。开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F12N，如图3310所示，经一段时间后撤去F。为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F作用的最长时间。(g取10m/s2),图3310,答案：1s,解析：因为木箱静止时弹簧处于压缩状态，且物块压在箱顶上，则有：FTmgFN，某一段时间内物块对箱顶刚好无压力，说明弹簧的长度没有变化，则弹力没有变化，由于FN0，故物块所受的合外力为F合FTmg，方向竖直向上，故箱子有向上的加速度，而有向上的加速度的直线运动有两种：加速上升和减速下降，所以B、D项正确。答案：BD,答案：BD,3(2011三亚检测)放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧测力计相连，如图3313所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为，今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧测力计的示数为(),答案：B,