江苏省徐州市王杰中学高考物理一轮复习 牛顿第二定律及应用学案(1).doc

江苏省徐州市王杰中学2014高考物理一轮复习 牛顿第二定律及应用学案【学习目标】 1、理解超重、失重的物理实质，能用牛顿第二定律解决有超重和失重的问题2、运用牛顿运动定律解决多过程和传送带问题【基础回顾】一、超重和失重1、超重与失重的概念：真重：物体真实受到的重力。 视重：悬绳对物体的拉力或支持面对物体的支持力叫做视重. 思考：什么情况下物体的真重与物体的视重大小相等？2、当出现超重、失重、完全失重时，并不是物体的 发生了变化，而是 发生了变化3、产生超重和失重的条件：当物体具有竖直向 的加速度时，物体处于超重状态；当物体具有竖直向 的加速度，物体处于失重状态，当物体竖直向下的加速度等于 时，物体处于完全失重状态。与物体的运动方向 。4、当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有 的效果，平常由重力所产生的一切物理现象都完全消失，例如浸在水中的物体不受浮力，天平失效等。二、传送带问题的分析思路： 1、选地面为参考系，把物体和传送带隔离进行分析，分别找出物体和传送带相对地面的位移，然后求解相对位移和相对速度。 2、传送带传送物体时，物体所受摩擦力可能发生突变，不论是其大小突变，还是方向突变，都发生在物体的速度与传送带速度刚好相等的时刻。【典例探究】【例1】质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少?(g取10 m/s2) (1)升降机匀速上升； (2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升；(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降；(4)升降机以重力加速度g加速下降【变式练习1】在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（ ） a读数偏大，表明装置加速上升 b读数偏小，表明装置减速下降 c读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动 d读数准确，表明装置匀速上升或下降【例2】一质量为m=40kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数f的变化如图所示. 试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（g取10m/s2）【例3】、一小轿车从高为10 m、倾角为37的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在斜坡底端115 m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2103 n，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力为1.4104 n，小轿车的质量为2 t，小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10 m/s2)求：(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)【变式练习2】斜面固定在水平地面上，用平行于斜面的力f拉质量为m的物体，可使它匀速向上滑动，如图所示，若改用大小为3f的力，仍平行于斜面向上拉该物体，让物体从底部由静止开始运动、已知斜面长为l，物体的大小可以忽略，求：(1)在3f力的作用下，物体到达斜面顶端时的速度；(2)要使物体能够到达斜面顶端，3f力作用的时间至少多长？【例4】长为4米的水平传送带，始终保持不变的速率运动，现将一个小物体从传送带的最左端由静止释放，已知小物体与传送带间的动摩擦因数u=0.2，(g=10 m/s2)求当传送带的速度v=2m/s时，物体从最左端运动到最右端要经历多长时间？当传送带的速度v=6m/s时，物体从最左端运动到最右端要经历多长时间？【变式练习3】如图所示，传送带与水平面的夹角为37，以v=10m/s的速度匀速转动，在传送带a轻放一小物体，已知物体与传送带间动摩擦因数=0.5，ab间距离16m，则(g=10 m/s2，sin 37=0.6)（1）若皮带顺时针方向转动，物体从a到b所需时间为多少？（2）若皮带逆时针方向转动，物体从a到b所需时间为多少？【反馈练习】1、受水平外力f作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其v t 图线如图所示，则( )a. 在0t1秒内，外力f大小不断增大 b. 在t1时刻，外力f为零c. 在t1t2秒内，外力f大小可能不断减小d. 在t1t2秒内，外力f大小可能先减小后增大2、有一根钢丝的最大拉力为100n，在一个运动的电梯中，这根钢丝下悬挂了12的物体恰好没有断，则电梯可能作什么的运动？（g= 10m/s2）3、某人在以a=2m/s2匀加速下降的电梯中最多能举起m1=75kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的电梯中最多能举起m2=50kg的物体，则此电梯上升的加速度为多大？（g= 10m/s2）4、如图所示，质量为0.78kg的箱子放在水平地面上。一个人用与水平方向成q370角的斜向上、大小为3.0n的拉力f作用下，以4.0 m/s的速度向右匀速前进。如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后箱子还能运动多长距离？(g取10 m/s2）5、总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的vt图，试根据图像求：（g取10m/s2）（1）t1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。（2）估算14s内运动员下落的高度。（3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。牛顿运动定律应用（二）【学习目标】 班级 姓名 1、灵活运用隔离法和整体法解决牛顿运动定律问题2、能用牛顿第二定律解决临界的问题【基础回顾】一、隔离法与整体法1、隔离法：将物体系统中的某一部分隔离出来，单独分析研究的方法。如果要求连接体之间的相互作用力，必须隔离出其中一个物体，对该物体应用牛顿第二定律求解。2、整体法：将整个系统作为一个整体分析研究的方法。连接体和各物体如果有共同的加速度，求加速度可把连接体作为一个整体，运用牛顿第二定律列方程求解。隔离法和整体法常常需交叉运用，先整体求加速度，后隔离求内力，从而优化解题思路和方法，使解题简捷。二、临界问题临界问题是指物体的运动性质要发生而尚未发生改变时的状态。解决此类题的关键是对物体运动情况的正确描述，对临界状态的准确判断与分析。常出现的临界条件为：相互接触的物体之间、绳子或杆的弹力为零；相对静止的物体间静摩擦力达到最大值，通常计算中取最大静摩擦力等于滑动摩擦力【典例探究】【例1】一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg，人的质量为m=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2，求：绳对人的拉力。这时人对吊台的压力。（g=9.8m/s2）【变式练习1】如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和m(mm12)的物块a、b用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同当用水平力f作用于b上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1.当用同样大小的力f竖直加速提升两物块时(如图乙所示)，弹簧的伸长量为x2，则x1x2等于()a11 b12 c21 d23【例2】如图所示，在光滑的水平面上放一个质量为m的斜劈，斜劈的斜面与水平面间的夹角为，斜劈的斜面上用细绳栓一个质量为m的小球，问应用多大的力来拉m，小球对斜面的压力恰好为零？【例3】一个劲度系数为k=600n/m的轻弹簧，两端分别连接着质量均为m=15kg的物体a，b，将它们竖直静止地放在水平地面上，如图所示，现加一个竖直向上的外力f在物体a上，使物体a开始向上做匀加速运动，经0.5s，b物体刚离开地面（设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内，且g=10m/s2）.求此过程所加外力的最大值和最小值。【变式练习2】一弹簧秤的秤盘质量m1=15kg，盘内放一质量为m2=105kg的物体p，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800n/m，系统处于静止状态，如图9所示。现给p施加一个竖直向上的力f，使p从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初02s内f是变化的，在02s后是恒定的，求f的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）【例4】如图所示，质量ma=1.0kg的物块a放在水平固定桌面上，由跨过光滑小定滑轮的轻绳与质量mb=1.5kg的物块b相连。轻绳拉直时用手托住物块b，使其静止在距地面h=0.6m的高度处，此时物块a与定滑轮相距l。已知物块a与桌面间的动摩擦因数=0.25 ，g取10m/s2。现释放物块b，物块b向下运动。求物块b着地前加速度的大小及轻绳对它拉力的大小。设物块b着地后立即停止运动，要求物块a不撞到定滑轮，则l至少多长？【变式练习3】质量为m1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为m3.0 kg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l1.0 m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f12 n，如图3321所示，经一段时间后撤去f.为使小滑块不掉下木板，试求：水平恒力f作用的最长时间(g取10 m/s2)【反馈练习】 ( ) 1、质量为m的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下。若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面压力为 a(m+m)g-ma bm(g-a)-ma c(m-m)g+ma dmg-ma（ ）2、如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为a.物块先向左运动，再向右运动b.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动c.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动d.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零3、如图所示，一根质量为m的木杆被细绳吊起，一只质量为m的猫跳起抓住木杆向上爬，结果细绳断了，木杆下落，但猫仍不停地沿杆向上爬，使得猫离地高度不变求木杆下降的加速度大小为多少?4、1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验，实验时，用质量为m1的双子星号宇宙飞船a去接触正在轨道上运行的质量为m2的火箭组b，接触后，开动a尾部的推进器使a和b共同加速，如图所示推进器的平均推力f=897n，从开始到t=7.0s时间内测出a和b的速度改变量为0.91m/s已知m1=3400kg，则m2的质量是多大？a对b的作用力多大