(浙江版)高考第一轮复习(综合运用)解析.ppt

第3讲牛顿运动定律的综合应用 1 动力学的两类基本问题 1 已知受力情况求物体的 2 已知运动情况求物体的 2 解决两类基本问题的方法以为 桥梁 由和列方程求解 具体逻辑关系如图 牛顿定律的应用 考纲要求 运动情况 受力情况 加速度 运动学公式 牛顿第二定律 1 超重 1 定义 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 2 产生条件 物体具有的加速度 2 失重 1 定义 物体对支持物的压力 或对悬挂物的拉力 物体所受重力的现象 2 产生条件 物体具有的加速度 超重和失重 考纲要求 大于 向上 小于 向下 3 完全失重 1 定义 物体对水平支持物的压力 或对竖直悬挂物的拉力 的现象称为完全失重现象 2 产生条件 物体的加速度a 方向竖直向下 等于零 g 判断正误 正确的划 错误的划 1 超重时物体的重力大于mg 2 失重时物体的重力小于mg 3 加速度大小等于g的物体处于完全失重状态 4 物体处于超重或失重状态 由加速度的方向决定 与速度方向无关 答案 1 2 3 4 解决两类动力学基本问题应把握的关键 1 做好两个分析 物体的受力分析和物体的运动过程分析 根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况 加速度变化情况及速度变化情况 2 抓住一个 桥梁 物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁 热点一动力学的两类基本问题 模型演示见PPT课件 典例1 2013 江南十校联考 22 如图3 3 1所示 倾角为30 的光滑斜面与粗糙平面平滑连接 现将一滑块 可视为质点 从斜面上的A点由静止释放 最终停在水平面上的C点 已知A点距水平面的高度h 0 8m B点距C点的距离L 2 0m 滑块经过B点时没有能量损失 g 10m s2 求 1 滑块在运动过程中的最大速度 2 滑块与水平面间的动摩擦因数 3 滑块从A点释放后 经过时间t 1 0s时速度的大小 图3 3 1 教你审题第一步 读题 抓关键词 获取信息 第二步 分析理清思路 抓突破口做好两分析 受力分析 运动分析 滑块在斜面上 滑块做初速度为零的匀加速直线运动 滑块在水平面上 滑块做匀减速运动 2 滑块在水平面上运动的加速度大小为a2 mg ma2v 2a2L 解得 0 4 3 滑块在斜面上运动的时间为t1 vm a1t1得t1 0 8s由于t t1 滑块已经经过B点 做匀减速运动的时间为t t1 0 2s设t 1 0s时速度大小为v vm a2 t t1 解得 v 3 2m s答案 1 4m s 2 0 4 3 3 2m s 解决动力学两类问题的基本思路 跟踪短训 1 2012年11月 我国舰载机在航母上首降成功 设某一舰载机的质量为m 2 5 104kg 速度为v0 42m s 若仅受空气阻力和甲板阻力作用 舰载机将在甲板上以a0 0 8m s2的加速度做匀减速运动 着舰过程中航母静止不动 图3 3 2 1 舰载机着舰后 若仅受空气阻力和甲板阻力作用 航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里 2 为了舰载机在有限长度的跑道上停下来 甲板上设置了阻拦索让舰载机减速 同时考虑到舰载机挂索失败需要复飞的情况 舰载机着舰时不关闭发动机 图示3 3 3为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景 此时发动机的推力大小为F 1 2 105N 减速的加速度a1 20m s2 此时阻拦索夹角 106 空气阻力和甲板阻力保持不变 求此时阻拦索承受的张力大小 已知 sin53 0 8 cos53 0 6 答案 1 1102 5m 2 5 105N 2 2013 江西南昌模拟 24 有一个冰上木箱的游戏节目 规则是 选手们从起点开始用力推箱一段时间后 放手让箱向前滑动 若箱最后停在桌上有效区域内 视为成功 若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败 其简化模型如图3 3 3所示 AC是长度为L1 7m的水平冰面 选手们可将木箱放在A点 从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱 BC为有效区域 已知BC长度L2 1m 木箱的质量m 50kg 木箱与冰面间的动摩擦因数 0 1 某选手作用在木箱上的水平推力F 200N 木箱沿AC做直线运动 若木箱可视为质点 g取10m s2 那么该选手要想游戏获得成功 试求 图3 3 3 1 推力作用在木箱上时的加速度大小 2 推力作用在木箱上的时间满足什么条件 1 不论是超重 失重 完全失重 物体的重力都不变 只是 视重 改变 2 物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向 与速度的大小和方向没有关系 下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系 热点二对超重 失重的理解 典例2 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3 3 4所示 在这段时间内下列说法中正确的是 图3 3 4 1 从受力的角度判断当物体受向上的拉力 或支持力 大于重力时 物体处于超重状态 小于重力时处于失重状态 等于零时处于完全失重状态 2 从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态 具有向下的加速度时处于失重状态 向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态 3 从速度变化角度判断 1 物体向上加速或向下减速时 超重 2 物体向下加速或向上减速时 失重 判断超重和失重现象的三个技巧 跟踪短训 3 如图3 3 5所示 是某同学站在力传感器上 做下蹲 起立的动作时记录的力随时间变化的图线 纵坐标为力 单位为牛顿 横坐标为时间 单位为秒 由图可知 该同学的体重约为650N 除此以外 还可以得到的信息有 图3 3 5 A 该同学做了两次下蹲 起立的动作B 该同学做了一次下蹲 起立的动作 且下蹲后约2s起立C 下蹲过程中人处于失重状态D 下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态解析在3 4s下蹲过程中 先向下加速再向下减速 故人先处于失重状态后处于超重状态 在6 7s起立过程中 先向上加速再向上减速 故人先处于超重状态后处于失重状态 选项A C D错误 B正确 答案B 1 水平传送带模型 物理建模3 传送带模型 模型演示见PPT课件 2 倾斜传送带模型 典例 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站 如图3 3 6所示为一水平传送带装置示意图 绷紧的传送带AB始终保持恒定的速率v 1m s运行 一质量为m 4kg的行李无初速度地放在A处 传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动 设行李与传送带之间的动摩擦因数 0 1 A B间的距离L 2m g取10m s2 图3 3 6 1 求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小 2 求行李做匀加速直线运动的时间 3 如果提高传送带的运行速率 行李就能被较快地传送到B处 求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率 审题指导关键词 无初速度地放在A处 行李开始做匀加速直线运动 随后行李又以与传送带相等的速率做匀加速直线运动 对行李受力分析行李运动过程先匀加速后匀速直线运动利用牛顿第二定律 运动学公式求解未知量 对于传送带问题 一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型 尤其注意要根据具体情况适时进行讨论 看一看有没有转折点 突变点 做好运动阶段的划分及相应动力学分析 即学即练如图3 3 7所示 倾角为37 长为l 16m的传送带 转动速度为v 10m s 动摩擦因数 0 5 在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m 0 5kg的物体 已知sin37 0 6 cos37 0 8 g 10m s2 求 1 传送带顺时针转动时 物体从顶端A滑到底端B的时间 2 传送带逆时针转动时 物体从顶端A滑到底端B的时间 图3 3 7 解析 1 传送带顺时针转动时 物体相对传送带向下运动 则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上 相对传送带向下匀加速运动 根据牛顿第二定律有mg sin37 cos37 ma则a gsin37 gcos37 2m s2 根据l at2得t 4s 1 2011 福建卷 18 如图所示 一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后 两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B 若滑轮有一定大小 质量为m且分布均匀 滑轮转动时与绳之间无相对滑动 不计滑轮与轴之间的摩擦 设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2 已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的 请你根据所学的物理知识 通过一定的分析 判断正确的表达式是 附 对应高考题组 PPT课件文本 见教师用书 2 2011 四川卷 19 如图是 神舟 系列航天飞船返回舱返回地面的示意图 假定其过程可简化为 打开降落伞一段时间后 整个装置匀速下降 为确保安全安全着陆 需点燃返回舱的缓冲火箭 在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动 则 A 火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B 返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C 返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D 返回舱在喷气过程中处于失重状态 解析火箭开始喷气瞬间 返回舱受到向上的反作用力 所受合外力向上 故伞绳的拉力变小 所以选项A正确 返回舱与降落伞组成的系统在火箭喷气前受力平衡 喷气后减速的主要原因是受到喷出气体的反作用力 故选项B错误 返回舱在喷气过程中做