重庆市万州分水中学高考物理一轮复习指导课件：第3章第3讲牛顿运动定律的应用.ppt

第三章牛顿运动定律 第三讲牛顿运动定律的应用 知识点一超重和失重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 大于 小于 等于 竖直向上 竖直向下 竖直向下 a g 减速下降 减速上升 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 物体就会处于超重或失重状态 2 超重并不是重力增加了 失重并不是重力减小了 完全失重也不是重力完全消失了 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 3 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 液体柱不再产生压强等 1 一体重为500N的同学站在体重计上 在升降机中研究超重与失重现象 升降机在上升过程中经历了加速 匀速和减速三个阶段 则比较符合实际情况的体重计的示数依次应为 A 520N 500N 480NB 480N 500N 520NC 480N 520N 500ND 500N 500N 500N解析 加速上升 加速度方向向上 超重 体重计示数大于体重 匀速 体重计的示数等于体重 减速上升 加速度方向向下 失重 体重计示数小于体重 所以选项A正确 答案 A 知识点二整体法与隔离法1 整体法 当系统中各物体的相同时 我们可以把系统内的所有物体看成一个整体 这个整体的质量等于各物体的 当整体受到的外力已知时 可用求出整体的加速度 2 隔离法 从研究方便出发 当求解系统内物体间时 常把物体从系统中出来进行分析 依据牛顿第二定律列方程 加速度 质量之和 牛顿第二定律 相互作用力 隔离 3 外力和内力 如果以物体系统为研究对象 受到系统之外的物体的作用力 这些力是该系统受到的 而系统内各物体间的相互作用力为 应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力 Zxxk 外力 内力 1 整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度 且不需要求物体之间的作用力 可以把它们看成一个整体 分析整体受到的外力 应用牛顿第二定律求出加速度 或其他未知量 2 隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同 或者要求出系统内两物体之间的作用力时 就需要把物体从系统中隔离出来 应用牛顿第二定律列方程求解 3 整体法 隔离法的交替运用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 2 如图所示 水平地面上有两块完全相同的木块A B 在水平推力F的作用下运动 用FAB代表A B间的相互作用力 则 2013 南京四校联考 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为m 2m和3m的三个木块 其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连 轻绳能承受的最大拉力为T 现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块 使三个木块以同一加速度运动 则以下说法正确的是 解析 质量为2m的木块受到重力 质量为m的木块的压力 m对其作用的向后的摩擦力 轻绳的拉力 地面的支持力五个力的作用 选项A错误 对整体 由牛顿第二定律可知 a F 6m 隔离后面的叠加体 由牛顿第二定律可知 轻绳中拉力为F 3ma F 2 由此可知 当F逐渐增大到2T时 轻绳中拉力等于T 轻绳才刚好被拉断 选项B错误 C正确 轻绳刚要被拉断时 物块加速度a T 3m 质量为m和2m的木块间的摩擦力为f ma T 3 选项D错误 答案 C 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 1 涉及滑轮的问题 若要求绳的拉力 一般都必须采用隔离法 本例中 绳跨过定滑轮 连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同 故采用隔离法 Zxxk 2 水平面上的连接体问题 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 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 3 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 变式训练 1 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和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 答案 A 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v t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 由图象知物体先匀加速运动后匀减速运动 因第二过程只受摩擦力 应通过第二过程求 第一过程受推力F 应通过牛顿第二定律求解 方法有两种 一 可以利用图象的物理意义 二 可以利用位移公式求解 答案 1 0 2 2 6N 3 46m 处理多过程问题时应注意的两个问题1 任何多过程的复杂物理问题都是由很多简单的小过程构成 上一过程的末是下一过程的初 对每一个过程分析后 列方程 联立求解 2 注意两个过程的连接处 加速度可能突变 但速度不会突变 速度是联系前后两个阶段的桥梁 变式训练 2 质量为m 1 0kg的小滑块 可视为质点 放在质量为M 3 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L 1 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F 12N 如图所示 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 答案 1s 下列关于超重 失重现象的说法正确的是A 汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态 此时质量没变 重力减小了B 荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态 此时拉力小于重力C 宇航员在飞船内处于完全失重状态 而正在进行太空行走的宇航员在飞船外面则处于平衡状态D 电梯加速上升时 处在电梯中的人处于超重状态 受到的支持力大于重力 解析 在汽车驶过拱形桥顶端时 由重力和支持力的合力提供汽车做圆周运动的向心力 合力向下 所以支持力小于重力 处于失重状态 荡秋千的小孩通过最低点时 由重力和支持力的合力提供其向心力 合力向上 所以支持力大于重力 处于超重状态 宇航员随飞船做圆周运动 万有引力提供向心力 处于完全失重状态 当物体处于超重 失重或完全失重时 只是物体对支持物的压力增大 减小或等于零 物体本身的重力并没有变化 电梯加速上升时 有向上的加速度 支持力大于重力 电梯中的人处于超重状态 答案 D 易错分析 错解1 不理解超重 失重的实质 对A B C三项不知道从何入手分析 而盲目地选择 如不清楚汽车驶过拱形桥顶端时 小孩通过最低点时的加速度方向 无法判断超重或失重 错解2 认为超重 失重时物体的重力发生了变化而错选A 错解3 错误地认为进行太空行走的宇航员处于平衡状态而错选C 变式训练 3 2013 河南名校联考 高层住宅与写字楼已成为城市中的亮丽风景 电梯是高层住宅与写字楼必配的设施 某同学将一轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 弹簧下端悬挂一个小铁球 如图所示 在电梯运行时 该同学发现轻弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了 这一现象表明