高考物理总复习（重难点突破+题型探究）第三章第3课 牛顿运动定律的综合应用课件.ppt

第3课牛顿运动定律的综合应用 第二单元专题 牛顿运动定律的应用 1 对超重和失重的深刻理解 1 超重 物体的加速度方向是竖直向上的 物体并不一定是竖直向上做加速运动 也可以是竖直向下做减速运动 失重 物体的加速度方向是竖直向下的 物体并不一定是竖直向下做加速运动 也可以是竖直向上做减速运动 2 尽管物体不在竖直方向上运动 但只要其加速度在竖直方向上有分量 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 3 当物体处于完全失重状态时 重力只产生使物体具有a g的加速度效果 平时一切由重力产生的物理现象都会完全消失 如单摆停摆 天平失效 浸在水中的物体不再受浮力 液体柱不再产生压强等 2 对超重和失重的理解应注意下列两点 1 物体处于超重或失重时 物体的重力始终存在 在位置变化不大的情况下 大小也没有变化 2 发生超重或失重现象与物体的速度无关 只决定于加速度的大小和方向 3 牛顿运动定律应用中的整体法和隔离法 1 隔离法 在解力学问题时 若有几个物体一起运动 或一个物体上同时受几个力作用 为了便于分析物体受力情况 求它们之间的相互作用力 往往将所研究的物体与其相联系的物体中 隔离 出来 再把作用在此物体上的力依次画出 并标明力的大小和方向 这种分析方法 叫 隔离法 2 整体法 整体法是把系统内的物体当作一个整体来研究 而不必追究系统内各物体间的相互作用和每个运动阶段的细节 因而避免了中间量的繁琐推算 简捷巧妙地解决问题 整体法在解决一些不涉及局部间的关系问题中 显得尤为方便 快捷 在运动和力问题中 一般在解决连接体问题时 如果连接迥诓康奈锾迦 看于相对静止状态 使用整体法来求解系统的加速度就显得思路简单 清晰 3 整体法与隔离法的运用 一般情况下整体法和隔离法应配合使用 二者既相互对立 又相互统一 两种方法相互联系 相互补充 相互渗透 在具体的解题过程中常常交叉使用 发挥各自的特点 优化解题的思路和步骤 使解题过程简单明了 例1 双选 某科技兴趣小组用实验装置模拟火箭发射卫星 火箭点燃后从地面竖直升空 燃料燃尽后火箭的第一级 第二级相继脱落 实验中测得卫星竖直方向的vt图象如图所示 假设燃料燃烧时产生的推力大小恒定 不计空气阻力 实验只在低空完成 下列判断中正确的是 超重与失重 a t2时刻卫星到达最高点 t3时刻卫星落回地面b 卫星在0 t1时间内的加速度大于t1 t2时间内的加速度c t1 t2时间内卫星处于超重状态 t2 t3时间内卫星处于完全失重状态d 卫星在t2 t3时间内的加速度等于重力加速度审题突破 本题既考查对v t图象的理解 又考查联系实际分析判断超重或失重问题 只有对加速度的方向作出正确的判断 才能正确判断超重或失重 解析 由于图线中0 t3时间内v 0 所以图线描述的是火箭一直上升的过程 a项错误 图线的斜率表示火箭上升过程加速度的大小 卫星在0 t1时间内的加速度小于t1 t2时间内的加速度 b项错误 0 t2时间内火箭的加速度为正 表示方向向上 处于超重状态 t2 t3时间内加速度为负 方向向下 即减速上升 处于失重过程 c项正确 因在t2 t3时间内火箭已脱落 又没有空气阻力 且实验在低空完成 卫星做竖直上抛运动 加速度为重力加速度 d项正确 答案 cd 方法点窍判断超重或失重时一定要明确加速度的方向 而火箭发射或卫星接收过程中vt图线向上走表明加速度向上 可判断为超重 图线向下走表明加速度向下 可判断为失重 动力学图象问题 例2 2013 梅州模拟 质量为2kg的物体在水平推力f的作用下沿水平面做直线运动 一段时间后撤去f 其运动的vt图象如图所示 g取10m s2 求 1 物体与水平面间的动摩擦因数 2 水平推力f的大小 3 0 10s内物体运动位移的大小 审题突破 1 物体在水平面内做何种运动 提示 由vt图象可知 物体在0 6s内做匀加速直线运动 6 10s内做匀减速直线运动 2 请画出物体运动过程的受力分析图 提示 解析 1 设物体做匀减速直线运动的时间为 t2 初速度为v20 末速度为v2t 加速度为a2 则a2 2m s2 设物体所受的摩擦力为f 由牛顿第二定律得 f ma2 f mg 联立 式 代入数据得 0 2 2 设物体做匀加速直线运动的时间为 t1 初速度为v10 末速度为v1t 加速度为a1 则a1 1m s2 根据牛顿第二定律 有f f ma1 联立各式 代入数据得f 6n 3 vt图象与时间轴围成的面积等于位移的大小 则 s 46m 答案 1 0 2 2 6n 3 46m 方法点窍结合物理图象解决动力学问题 1 物理公式与物理图象的结合是一种重要题型 对于已知图象求解相关物理量的问题 往往是结合物理过程从分析图象的横 纵坐标轴所对应的物理量的函数入手 分析图线的斜率 截距所代表的物理意义得出所求结果 2 解决这类问题的核心是分析图象 尤其应特别关注vt图象的斜率 即加速度 和力的图线与运动的对应关系 整体法与隔离法的应用 例3 2012 江苏高考 如图所示 一夹子夹住木块 在力f作用下向上提升 夹子和木块的质量分别为m m 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f 若木块不滑动 力f的最大值是 解析 夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f 设木块向上运动的最大加速度为a 则对木块受力分析由牛顿第二定律得2f mg ma 方法点窍牛顿第二定律中的加速度 合外力和质量都同属一个物体 所以 运用整体法与隔离法解题时一定要把研究对象确定好 把研究对象的受力情况搞清楚 应用牛顿运动定律解决过程问题 例4 如图所示 在光滑水平面ab上 水平恒力f推动质量为m 1kg的物体从a点由静止开始做匀加速直线运动 物体到达b点时撤去f 接着又冲上光滑斜面 设经过b点前后速度大小不变 最高能到达c点 用速度传感器测量物体的瞬时速度 表中记录了部分测量数据 求 1 恒力f的大小 2 斜面的倾角 3 t 2 1s时物体的速度 审题突破 1 恒力f的求解 物体在水平面上运动的加速度 3 设b点的速度为vb 从v3 0 8m s到b点过程中vb 0