优化探究高考物理一轮复习 3.3牛顿运动定律的综合应用课件.ppt

想一想 如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景 请思考 第3单元牛顿运动定律的综合应用 基础探究 超重和失重 1 火箭加速上升阶段 宇航员处于超重还是失重状态 2 当火箭停止工作后上升阶段 宇航员处于超重还是失重状态 3 当飞船在绕地球做匀速圆周运动阶段 宇航员处于超重还是失重状态 提示 1 火箭加速上升阶段 具有向上的加速度 处于超重状态 2 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 3 神舟飞船绕地球做匀速圆周运动时 万能引力为其提供了向心加速度 处于失重状态 填一填 1 视重 1 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称为视重 2 视重大小等于弹簧测力计所受物体的或台秤所受物体的 示数 拉力 压力 2 超重 失重和完全失重比较 想一想 一斜劈 在力f推动下在光滑的水平面上向左做匀加速直线运动 且斜劈上有一木块与斜面保持相对静止 如图所示 已知斜劈的质量为m 木块的质量为m 如何求斜面对木块作用力的大小 牛顿运动定律的应用 填一填 1 整体法当连接体内 即系统内 各物体的加速度相同时 可以把系统内的所有物体看成 分析其受力和运动情况 运用牛顿第二定律对列方程求解的方法 一个整体 整体 2 隔离法当求系统内物体间时 常把某个物体从系统中出来 分析其受力和运动情况 再用牛顿第二定律对出来的物体列方程求解 基础自测1 物体在下列运动中 属于超重的是 a 汽车驶过拱形桥顶端时b 荡秋千的小孩通过最低点时c 跳水运动员被跳板弹起 离开跳板向上运动时d 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时解析 当物体具有向上的加速度时物体处于超重状态 b正确 a项汽车处于失重状态 c d项中运动员和人造卫星处于完全失重状态 答案 b 相互作用的内力 隔离 隔离 2 如图所示 a b两物体叠放在一起 以相同的初速度上抛 不计空气阻力 下列说法正确的是 a 在上升和下降过程中a对b的压力一定为零b 上升过程中a对b的压力大于a物体受到的重力c 下降过程中a对b的压力大于a物体受到的重力d 在上升和下降过程中a对b的压力等于a物体受到的重力解析 对于a b整体只受重力作用 做竖直上抛运动 处于完全失重状态 不论上升还是下降过程 a对b均无压力 只有a项正确 答案 a 答案 b 4 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为m 2m的a b两个物体 a b间的最大静摩擦力为 mg 现用水平拉力f拉b 使a b以同一加速度运动 则拉力f的最大值为 a mgb 2 mgc 3 mgd 4 mg答案 c 互动探究 1 超重是不是指物体的重力增加了 用弹簧秤测量物体重力时 若示数为零 能否说明物体的重力为零 2 怎样判断物体处于超重状态还是失重状态 核心突破 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ay 0 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 对超重和失重现象的理解 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 典例1 举重运动员在地面上能举起120kg的重物 而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重力 求 1 升降机运动的加速度 2 若在以2 5m s2的加速度加速下降的升降机中 此运动员能举起质量多大的重物 g取10m s2 思路探究 1 运动员的最大举力是多少 2 当升降机加速运动时 运动员的举力是否发生变化 为什么举起的最大物重发生变化 自主解答 1 运动员在地面上能举起m0 120kg的重物 则运动员能发挥的向上的最大支撑力f m0g 1200n 1 在运动着的升降机中只能举起m1 100kg的重物 可见该重物超重了 升降机应具有向上的加速度 设此加速度为a1 对物体由牛顿第二定律得 f m1g m1a1 解得a1 2m s2 2 当升降机以a2 2 5m s2的加速度加速下降时 重物失重 设此时运动员能举起的重物质量为m2对物体由牛顿第二定律得 m2g f m2a2解得 m2 160kg 答案 1 2m s2方向向上 2 160kg 1 在升降电梯内的地板上放一体重计 电梯静止时 晓敏同学站在体重计上 体重计示数为50kg 电梯运动过程中 某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示 在这段时间内下列说法中正确的是 a 晓敏同学所受的重力变小了b 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力c 电梯一定在竖直向下运动d 电梯的加速度大小为g 5 方向一定竖直向下 解析 由题知体重计的示数为40kg时 人对体重计的压力小于人的重力 故处于失重状态 实际人受到的重力并没有变化 a错 由牛顿第三定律知b错 电梯具有向下的加速度 但不一定是向下运动 c错 由牛顿第二定律mg fn ma 可知a 方向竖直向下 d对 答案 d 互动探究 1 什么是整体法 隔离法 应用整体法 隔离法时应注意什么问题 2 什么是连接体 所有的连接体问题是否都可以用整体法 隔离法求解 核心突破 整体法和隔离法的应用 典例2 如图所示 质量为80kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上 小车在平行于斜面的拉力f作用下沿斜面无摩擦地向上运动 现观察到物体在磅秤上读数为1000n 已知斜面倾角 30 小车与磅秤的总质量为20kg g 10m s2 1 拉力f为多少 2 物体对磅秤的静摩擦力为多少 思路点拨 求解拉力f时要用整体 隔离相结合的方法 求解物体与磅秤之间的静摩擦力用隔离法 自主解答 1 选物体为研究对象 受力分析如图甲所示 将加速度a沿水平和竖直方向分解 则有 fn1 mg masin 解得a 5m s2取小车 物体 磅秤这个整体为研究对象 受力分析如图乙所示 总结提升 整体法与隔离法常涉及的问题类型 1 涉及隔离法与整体法的具体问题类型 涉及滑轮的问题 若要求绳的拉力 一般都必须采用隔离法 水平面上的连接体问题 a 这类问题一般多是连接体 系统 各物体保持相对静止 即具有相同的加速度 解题时 一般采用先整体 后隔离的方法 b 建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则 或者正交分解力 或者正交分解加速度 斜面体与上面物体组成的连接体的问题 当物体具有沿斜面方向的加速度 而斜面体相对于地面静止时 解题时一般采用隔离法分析 2 解决这类问题的关键 正确地选取研究对象是解题的首要环节 弄清各个物体之间哪些属于连接体 哪些物体应该单独分析 分别确定出它们的加速度 然后根据牛顿运动定律列方程求解 2 2012年高考上海单科 如右图所示 光滑斜面固定于水平面 滑块a b叠放后一起冲上斜面 且始终保持相对静止 a上表面水平 则在斜面上运动时 b受力的示意图为 解析 以滑块a b整体为研究对象 整体加速度沿斜面向下 以滑块b为研究对象 沿水平和竖直方向分解滑块b的加速度可知 滑块b受到水平向左的摩擦力 竖直向下的重力 竖直向上的支持力 选项a正确 答案 a 应用牛顿运动定律解决多过程问题 问题特点 1 很多动力学问题中涉及物体两个或多个连续的运动过程 在物体不同的运动阶