高三物理3-3牛顿运动定律的综合应用

1、示数示数 拉力拉力 压力压力 2超重、失重和完全失重比较超重、失重和完全失重比较超重现象超重现象失重现象失重现象完全失重完全失重概念概念物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂物或对悬挂物的拉力的拉力) 物物体所受重力的现体所受重力的现象象物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂物或对悬挂物的拉力的拉力) 物体物体所受重力的现象所受重力的现象物体对支持物的物体对支持物的压力压力(或对悬挂物或对悬挂物的拉力的拉力) 零零的现象的现象产生产生条件条件物体的加速度方物体的加速度方向向 物体的加速度方物体的加速度方向向 物体的加速度方物体的加速度方向向 ，大小大小ag大于大于 竖直向上竖直

2、向上 小于小于 竖直向下竖直向下 等于等于 竖直向下竖直向下 列原列原理式理式FmgmaFm(ga)mgFmaFm(ga)mgFmaF0运动运动状态状态加速上升、加速上升、 加速下降、加速下降、 无阻力的抛体运无阻力的抛体运动情况动情况减速下降减速下降 减速上升减速上升 (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没有变化所谓“超超”和和“失失”，是指视重，是指视重，“超超”和和“失失”的大小取决于物体的质量和物体在竖直方向的加速度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，不在于物体向物体是

3、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：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在完全失

4、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电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的与最后减速阶段的加速度加速度a2的大小；的大小；(2)电梯在电梯在3.013.0 s时段内的速度时段内的速度v的大小；的大小；(3)电梯在电梯在19.0 s内上升的高度内上升的高度H.尝试解答尝试解答从图象上分析从图象上分析03 s

5、砝码受到的拉力大于砝码受到的拉力大于重力，处于超重，电梯加速上升；重力，处于超重，电梯加速上升；313 s拉力等于重力，砝拉力等于重力，砝码处于平衡状态；码处于平衡状态；1319 s拉力小于重力处于失重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：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，向上认为

6、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认为物体发生超重、失重时，物体的重力发生了变化化(3)对系统的超重、失重考虑不全面，只注意运动物体对系统的超重、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的受力情况而忽视周围物体的受力情况如右图所示，如右图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛度上抛(不计空气阻力不计空气阻力)下列说法正确的是下列说法正确的是()A在上升和下降过程中在上升和下降过程中A对对B的压力一定为零的压力一定为零B上升过程中上升过程中A

7、对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力C下降过程中下降过程中A对对B的压力大于的压力大于A物体受到的重力物体受到的重力D在上升和下降过程中在上升和下降过程中A对对B的压力等于的压力等于A物体受到的物体受到的重力重力解析解析由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，对由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，对于完全失重状态，于完全失重状态，A对对B的压力在上升和下降阶段都为零的压力在上升和下降阶段都为零答案答案 A4明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题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，确意、情境结合起来，再结合斜率、

8、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，使物理问题由难化易、由繁化简尝试解答尝试解答(1)如下图所示，分析斜面上滑块受力，如下图所示，分析斜面上滑块受力，由牛顿

9、第二定律得，由牛顿第二定律得，mgsinma1，解得解得a16 m/s2.由传感器记录到的力和时间的关系图象可知，滑块在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斜面上运动时间为t11 s，斜面斜面BC的长度，的长度，sa1t612 m3 m.(2)滑块对斜面压力，滑块对斜面压力，N1mgcos ，斜面对传感器压力斜面对传感器压力F1N1sin.由传感器记录到的力和时间的关系图象可知，由传感器记录到的力和时间的关系图象可知，F112 N，联立解得滑块的质量，联立解得滑块的质量m2.5 kg.解答图象问题的技巧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图

10、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、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更灵活动力学中常见的图象有vt图象、图象、xt图象、图象、Ft图图象、象、Fa图象等，解决图象问题的关键在于看清图象的纵、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，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率、

11、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力情况，再结合牛顿运动定律求解(2012天津模拟天津模拟)如右图所示，穿在水平直杆上质量为如右图所示，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的小球开始时静止现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于，垂直于杆方向施加竖直向上的力杆方向施加竖直向上的力F，且，且F的大小始终与小球的速度成的大小始终与小球的速度成正比，即正比，即Fkv(图中未标出图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数已知小球与杆间的动摩擦因数为为，小球运动过程中未从杆上脱落，且，小球运动过程中未从杆上脱落，且F0mg.如下图所示如下图所

12、示，关于运动中的速度，关于运动中的速度时间图象正确的是时间图象正确的是 ()(对应学生用书对应学生用书P52)物理建模物理建模传送带模型传送带模型几种常见的传送带问题几种常见的传送带问题图示图示滑块滑块可能可能的运的运动情动情况况(1)可能滑可能滑块一直加块一直加速；速；(2)可可能滑块先能滑块先加速后匀加速后匀速速(1)v0v时，可时，可能一直减速，能一直减速，也可能先减速也可能先减速再匀速；再匀速；(2)v0v时，可时，可能一直加速，能一直加速，也可能先加速也可能先加速再匀速再匀速(1)传送带较短传送带较短时，滑块一直时，滑块一直减速达到左减速达到左端；端；(2)传送带传送带较长时，滑块较

13、长时，滑块还要被传送带还要被传送带传回右端传回右端(1)可能一直可能一直加速；加速；(2)可可能先加速后能先加速后匀速匀速(1)可能一可能一直加速；直加速；(2)可能先可能先加速后匀加速后匀速；速；(3)可可能先以能先以a1加加速后以速后以a2加加速速“皮带皮带”问题的判断思路：相对运动问题的判断思路：相对运动摩擦力的方向摩擦力的方向加速度方向加速度方向速度变化情况速度变化情况共速共速匀速匀速受力分析中受力分析中的摩擦力突变的摩擦力突变(大小、方向大小、方向)发生在发生在v物物与与v传传相同的时刻相同的时刻传送带倾斜时，要仔细审题，比较斜面倾角传送带倾斜时，要仔细审题，比较斜面倾角与与arct

14、an的大小利用速度的大小利用速度时间图象辅助解答会让过程更加明时间图象辅助解答会让过程更加明朗朗思路启迪思路启迪解题时弄清以下问题：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？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

15、解题样板(1)设小物体在斜面上的加速度为设小物体在斜面上的加速度为a1，对小，对小物体进行受力分析，由牛顿第二定律得物体进行受力分析，由牛顿第二定律得mgsin_ma1(2分分)因小物体到达斜面最高点因小物体到达斜面最高点P时速度恰好为零，由运动学时速度恰好为零，由运动学方程得方程得v2_(2分分)联立解得联立解得v3 m/s.(1分分)(2)因为因为vgsin)做匀加速直线运做匀加速直线运动，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静摩擦力对小物块

16、一定做正功C静摩擦力的大小可能等于静摩擦力的大小可能等于mgsinD皮带与滑块的动摩擦因数一定大于皮带与滑块的动摩擦因数一定大于tan解析解析物体随皮带保持相对静止一起向下做匀加速运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大小不等于mg，故，故A错；加速度错；加速度agsin，说明静摩擦力沿传，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，一定做正功，B对；由牛顿第二定律：对；由牛顿第二定律：mg

17、sinfma，因为，因为a比比gsin大多少不知道，所以静摩擦力的大小可能等于大多少不知道，所以静摩擦力的大小可能等于mgsin，C对；由以上分析可知，静摩擦力对；由以上分析可知，静摩擦力f是有可能小于是有可能小于mgsin的的，由，由fFNmgcos，因此说，因此说“皮带与滑块的动摩擦因数一皮带与滑块的动摩擦因数一定大于定大于tan”是错的，是错的，D错错答案答案 BC4(2013湖南重点中学月考湖南重点中学月考)某运动员做跳伞训练，他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，跳离飞机一段时间从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图后打开降落伞做减速下落，他打开降落伞后的速度图线如图a.降落伞用降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均根对称的绳悬挂运动员，每根