高考物理总复习 第3讲 牛顿运动定律的综合应用（一）课件 新人教版必修1.ppt

示数 拉力 压力 2 超重 失重和完全失重比较 大于 竖直向上 小于 竖直向下 等于 竖直向下 减速下降 减速上升 1 当物体处于超重和失重状态时 物体受到的重力并没有变化 所谓 超 和 失 是指视重 超 和 失 的大小取决于物体的质量和物体在竖直方向的加速度 2 物体是处于超重状态还是失重状态 不在于物体向上运动还是向下运动 而是取决于加速度方向是向上还是向下或加速度有竖直方向分量 3 完全失重状态不仅仅只限于自由落体运动 只要物体具有竖直向下的等于g的加速度就处于完全失重状态 例如 不计空气阻力的各种抛体运动 环绕地球做匀速圆周运动的卫星等 都处于完全失重状态 在完全失重的状态下 由于重力产生的一切现象都不存在了 例如 物体对水平支持面没有压力 对竖直悬线没有拉力 不能用天平测物体的质量 液柱不产生压强 在液体中的物体不受浮力等等 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 0 13 0s时段内的速度v的大小 3 电梯在19 0s内上升的高度h 尝试解答 从图象上分析0 3s砝码受到的拉力大于重力 处于超重 电梯加速上升 3 13s拉力等于重力 砝码处于平衡状态 13 19s拉力小于重力处于失重 高考中对超重和失重的考查多为定性分析题 一类是分析生活中的一些现象 另一类是台秤上放物体或测力计下悬挂物体 确定示数的变化 分析这些问题时应注意以下三方面思维误区 1 认为超重 失重取决于物体运动的速度方向 向上就超重 向下就失重 2 认为物体发生超重 失重时 物体的重力发生了变化 3 对系统的超重 失重考虑不全面 只注意运动物体的受力情况而忽视周围物体的受力情况 如右图所示 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 由于空气阻力不计 两物体只受重力作用 对于完全失重状态 a对b的压力在上升和下降阶段都为零 答案 a 4 明确能从图象中获得哪些信息 把图象与具体的题意 情境结合起来 再结合斜率 特殊点等的物理意义 确定从图象中反馈出来的有用信息 这些信息往往是解题的突破口或关键点 5 解读图象的另一有效途径是根据图象模拟出相应的物理情境 把抽象的图象过程转化为具体形象的物理模型 物理模型能帮助建立清晰的物理图景 起到疏通思路的作用 使物理问题由难化易 由繁化简 尝试解答 1 如下图所示 分析斜面上滑块受力 由牛顿第二定律得 mgsin ma1 解得a1 6m s2 由传感器记录到的力和时间的关系图象可知 滑块在斜面上运动时间为t1 1s 斜面bc的长度 s a1t 6 12m 3m 2 滑块对斜面压力 n1 mgcos 斜面对传感器压力f1 n1 sin 由传感器记录到的力和时间的关系图象可知 f1 12n 联立解得滑块的质量m 2 5kg 解答图象问题的技巧图象能形象地表达物理规律 鲜明地表示物理量间的关系 利用函数图象分析物理问题 可使分析过程更巧妙 更灵活 动力学中常见的图象有v t图象 x t图象 f t图象 f a图象等 解决图象问题的关键在于看清图象的纵 横坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始 理解图象的物理意义 能够抓住图象的一些关键点 如斜率 截距 面积 交点 拐点等 判断物体的运动情况或受力情况 再结合牛顿运动定律求解 2012 天津模拟 如右图所示 穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止 现对小球沿杆方向施加恒力f0 垂直于杆方向施加竖直向上的力f 且f的大小始终与小球的速度成正比 即f kv 图中未标出 已知小球与杆间的动摩擦因数为 小球运动过程中未从杆上脱落 且f0 mg 如下图所示 关于运动中的速度 时间图象正确的是 对应学生用书p52 物理建模 传送带模型几种常见的传送带问题 皮带 问题的判断思路 相对运动 摩擦力的方向 加速度方向 速度变化情况 共速 匀速 受力分析中的摩擦力突变 大小 方向 发生在v物与v传相同的时刻 传送带倾斜时 要仔细审题 比较斜面倾角 与arctan 的大小 利用速度 时间图象辅助解答会让过程更加明朗 思路启迪 解题时弄清以下问题 将小物体轻轻地放在运输带上面后 运输带对小物体的滑动摩擦力使小物体加速 需要判断小物体是否一直被加速到最右端 即小物体在运输带上是一直做加速运动还是先加速后随运输带做匀速运动 小物体冲上斜面后做匀减速运动 直至速度减为零 解题样板 1 设小物体在斜面上的加速度为a1 对小物体进行受力分析 由牛顿第二定律得mgsin ma1 2分 因小物体到达斜面最高点p时速度恰好为零 由运动学方程得v2 2分 联立解得v 3m s 1分 2 因为v v0 所以小物体在运输带上一直做匀加速运动 设加速度为a2 由牛顿第二定律和运动学方程得 ma2 2分 v2 2分 联立解得 0 3 1分 3 设小物体在运输带上运动的时间为t 则t v a2 2分 小物体与运输带的相对路程为 x 3 5m 2分 传送带上物体的运动情况取决于其受力情况 即物体所受传送带的摩擦力情况 如本题中是将小物体 轻轻 地放到运输带上 因此开始时小物体必定受到与运输带运动方向一致的滑动摩擦力作用 如果在小物体到达运输带的最右端前速度就达到5m s 之后小物体将会随运输带一起做匀速运动 易错分析 不能把题干中的图象以及问题选项中的图象完全融合起来分析问题 抓不住解决超重 失重问题的实质出错 如认为失重的物体一定是向上运动 错选c项 正确解答 本题考查超重和失重 v t图象的应用等知识 由图可看出 在t0 t1时间内 弹簧秤示数小于体重 表明人处于失重状态 电梯有向下的加速度 可能向下做匀加速运动或者向上做匀减速运动 t1 t2时间内弹簧秤示数等于体重 表明人处于平衡状态 电梯加速度为零 电梯可能做匀速运动或保持静止状态 t2 t3时间内弹簧秤示数大于体重 表明人处于超重状态 电梯有向上的加速度 电梯可能向下做匀减速运动或者向上做匀加速运动 综上 ad选项正确 bc选项错误 本题正确选项为ad 在探究超重和失重规律时 某体重为g的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作 传感器和计算机相连 经计算机处理后得到压力f随时间t变化的图象 则下列图象中可能正确的是 解析 完成一次下蹲动作 它包括的物理过程是先加速向下运动 然后减速向下运动 对应的加速度方向分别是加速度方向先向下 后向上 即先失重后超重 对应的选项是d 答案 d 易错点2 在多过程问题中不能正确判断子过程间的联系 易错分析 对每一个子过程的受力情况分析不清楚 特别是对撤去力f后的受力情况不认真分析 片面地认为小球上冲 下降的全过程做加速度不变的匀变速运动而导致错误 求解多过程问题 要能够将多过程分解为多个子过程 在每一个子过程中 对物体进行正确的受力分析 正确求解加速度是关键 求解时应注意以下两点 1 当物体的受力情况发生变化时其加速度也要变化 2 两个过程的衔接 前一过程的末速度是后一过程的初速度 特别注意物体沿斜面向上运动时 物体可能会两次经过同一点 在沿斜面向上和向下运动过程中其加速度要发生变化 如右图所示 在倾角 37 的足够长的固定斜面上 有一质量m 1kg的物块 物块与斜面间的动摩擦因数 0 2 物块受到沿平行于斜面向上的细线的拉力f 9 6n的作用 从静止开始运动 经2s细线突然断了 求细线断后多长时间物块的速度大小达到22m s sin37 0 6 g 10m s2 解析 根据物块的受力情况的变化可将物块的运动分为三个阶段 第一阶段 在最初2s内 物块在f 9 6n的拉力作用下 从静止开始沿斜面做匀加速运动 设加速度为a1 受力如图所示 有 对应学生用书p53 1 2012 泰安月考 在光滑水平地面上 一物体静止 现受到水平拉力f的作用 拉力f随时间t变化的图象如右图所示 则 a 物体做往复运动b 0 4s内物体的位移为零c 4s末物体的速度最大d 0 4s内拉力对物体做功为零 解析 物体的运动是先加速后减速 2s末速度最大 4s末速度减到零 物体一直向同一方向运动 故a b c错误 0 2s内和2 4s内位移大小相等但拉力却大小相等而方向相反 故0 4s内拉力做功为零 所以答案选d 答案 d 2 2012 山东东营模拟 在升降电梯内的地面上放一体重计 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右图所示 在这段时间内下列说法中正确的是 3 2012 温州月考 传送机的皮带与水平方向的夹角为 如右图所示 将质量为m的物体放在皮带传送机上 随皮带保持相对静止一起向下以加速度a a gsin 做匀加速直线运动 则下列关于小物块在运动过程的说法中正确的是 a 支持力与静摩擦力的合力大小等于mgb 静摩擦力对小物块一定做正功c 静摩擦力的大小可能等于mgsin d 皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tan 解析 物体随皮带保持相对静止一起向下做匀加速运动 物体所受合外力不为零 所以支持力与静摩擦力的合力大小不等于mg 故a错 加速度a gsin 说明静摩擦力沿传送带向下 而小物块运动方向也向下 故静摩擦力对小物块一定做正功 b对 由牛顿第二定律 mgsin f ma 因为a比gsin 大多少不知道 所以静摩擦力的大小可能等于mgsin c对 由以上分析可知 静摩擦力f是有可能小于mgsin 的 由f fn mgcos 因此说 皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tan 是错的 d错 答案 bc 4 2013 湖南重点中学月考 某运动员做跳伞训练 他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下 跳离飞机一段