步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第三章+牛顿运动定律》专题二

1、第三章 牛顿运动定律专题二牛顿运动定律的综合应用考纲解读考点一考点二考点三考点四高考模拟练出高分考纲解读1.掌握超重、失重的概念，会分析超重、失重的相关问题.2.学会分析临界与极值问题.3.会进行力学多过程问题的分析考点一超重与失重现象1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)发生了变化(即“视重”发生变化)2只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关3尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会

2、处于超重或失重状态4物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma.考点一超重与失重现象例1如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为10 cm，运动时弹簧伸长量为9 cm，则升降机的运动状态可能是(g10 m/s2)()A以a1 m/s2的加速度加速上升B以a1 m/s2的加速度加速下降C以a9 m/s2的加速度减速上升D以a9 m/s2的加速度减速下降mgF=kx静止时mg=kx1 运动时mg-kx2=ma x2=9 cmx1=10 cma1 m/s2,方向：竖直向下v向上向下加速下降减速上升考点一超重与失重现象递进题组1关于超重和失重现

3、象，下列描述中正确的是()A电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态C荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D“神舟九号”飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态考点一超重与失重现象2如图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压力F随时间t变化的图线由图线可知该同学()A体重约为650 NB做了两次下蹲起立的动作C做了一次下蹲起立的动作，且下蹲后约2 s起立D下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态平衡：G=650 N下蹲过程中先向下加速后向下减速，因此先处于失重状态后处于超重状态下蹲静止：2 s起

4、立考点一超重与失重现象规律总结(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(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)从速度变化的角度判断物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重；超重和失重现象判断的“三”技巧考点二 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”

5、、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态；(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点；(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度考点二 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志考点二 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？考点二 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志递进题组3如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA6 kg、mB2 kg，A、B

6、之间的动摩擦因数0.2，开始时F10 N，此后逐渐增大，在增大到45 N的过程中，则()A当拉力Fa0所以小球离开斜面(如图所示)向右加速运动考点二 动力学中的临界极值问题临界或极值条件的标志(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN0.(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松驰的临界条件是：FT0.(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：当加速度变为零时动力学中的

7、“四种”典型临界条件规律总结考点三 “传送带模型”问题一、水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻二、倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变两类传送带模型考点三 “传送带模型”问题考点

8、三 “传送带模型”问题(1)小物体运动到B点时的速度v的大小；解析(1)设小物体在斜面上的加速度为a1，运动到B点时的速度为v，由牛顿第二定律得 mgsin 1mgcos ma1由运动学公式知v22a1L，联立解得v3 m/s.审题指导判断：由A到B一直加速先加速，后匀速假设:一直加速，计算vB与v0比较vBv0vB=v0vBv0一直加速先加速，后匀速到B刚好共速考点三 “传送带模型”问题(2)小物体与运输带间的动摩擦因数；(3)小物体从A点运动到C点所经历的时间t.考点三 “传送带模型”问题递进题组5如图所示，水平传送带A、B两端相距s3.5 m，物体与传送带间的动摩擦因数0.1，物体滑上传

9、送带A端的瞬时速度vA4 m/s，到达B端的瞬时速度设为vB.下列说法中正确的是()A若传送带不动，vB3 m/sB若传送带逆时针匀速转动，vB一定等于3 m/sC若传送带顺时针匀速转动，vB一定等于3 m/sD若传送带顺时针匀速转动，有可能等于3 m/s考点三 “传送带模型”问题答案A、B、D.考点三 “传送带模型”问题6如图所示，倾角为37，长为l16 m的传送带，转动速度为v10 m/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m0.5 kg的物体已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/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；传

10、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审题指导FNmgFf考点三 “传送带模型”问题(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间审题指导传送带逆时针转动,共速前：Ff沿斜面向下，加速时：tan ，不能维持共速后：Ff沿斜面向上，加速考点三 “传送带模型”问题(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间考点四“滑块木板模型”问题1问题的特点滑块木板类问题涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动2常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动

11、，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度3解题方法此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口求解中应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个过程的初速度考点四“滑块木板模型”问题例4(2013江苏14)如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为.重力加速度为g.(1)当纸板相对砝

12、码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；(3)本实验中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝码与纸板左端的距离d0.1 m，取g10 m/s2.若砝码移动的距离超过l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？考点四“滑块木板模型”问题例4(2013江苏14)如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为.重力加速度为g.(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2

13、)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；解析(1)砝码对纸板的摩擦力f1m1g，桌面对纸板的摩擦力f2(m1m2)g，纸板所受的摩擦力ff1f2(2m1m2)g.(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则有：f1m1a1，Ff1f2m2a2，发生相对运动的条件a12(m1m2)g.考点四“滑块木板模型”问题(3)本实验中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝码与纸板左端的距离d0.1 m，取g10 m/s2.若砝码移动的距离超过l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？联立以上各式解得F2 g，代入数据求得F22.4 N.考点四“滑块木板模型”问

14、题递进题组7质量为m020 kg、长为L5 m的木板放在水平面上，木板与水平面间的动摩擦因数为10.15.将质量m10 kg的小木块(可视为质点)，以v04 m/s的速度从木板的左端水平抛射到木板上(如图10所示)，小木块与木板面间的动摩擦因数为20.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g10 m/s2)则以下判断中正确的是()A木板一定静止不动，小木块不能滑出木板B木板一定静止不动，小木块能滑出木板C木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板D木板一定向右滑动，小木块能滑出木板考点四“滑块木板模型”问题8如图所示，质量M8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F8 N当小车向右运动的

15、速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m2 kg的小物块，小物块与小车间的动摩擦因数0.2，小车足够长求：(取g10 m/s2)(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；(2)经多长时间两者达到相同的速度；(3)从小物块放在小车上开始，经过t1.5 s小物块通过的位移大小为多少考点四“滑块木板模型”问题(1)放上小物块后，小物块及小车的加速度各为多大；(2)经多长时间两者达到相同的速度；考点四“滑块木板模型”问题(3)从小物块放在小车上开始，经过t1.5 s小物块通过的位移大小为多少考点四“滑块木板模型”问题(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分

16、别求出滑块和木板的加速度(2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移“滑块木板模型”的分析技巧方法提炼高考模拟明确考向1(2014北京理综18)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度高考模拟明确考向解析手托物体抛出的过程

17、，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A、B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项D正确答案D高考模拟明确考向2.(2014四川7)如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，tt0时刻P离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小

18、物体P速度随时间变化的图象可能是()高考模拟明确考向(1)若v1v2，且P受到的滑动摩擦力大于Q的重力，则可能先向右匀加速，加速至v1后随传送带一起向右匀速，(2)P受到的滑动摩擦力小于Q的重力，此时P一直向右减速，减速到零后反向加速,且a不变，在左端离开传送带高考模拟明确考向高考模拟明确考向高考模拟明确考向4如图所示，AB、AC为不可伸长的轻绳，小球质量为m0.4 kg.当小车静止时，AC水平，AB与竖直方向夹角为37，试求小车分别以下列加速度向右匀加速运动时，两绳上的张力FAC、FAB分别为多少取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)a15 m/s2； (2)a2

19、10 m/s2.当AC绳拉力为0时加速度存在临界值a0FmgFT高考模拟明确考向(1)a15 m/s2； (2)a210 m/s2.FABsin FACma1，FABcos mg.得FAB5 N，FAC1 N.mgFABFAC(1)当a15 m/s2a0，此时AC绳不能伸直，FAC0.FABmg练出高分1如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是()A在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D在上升和下降过程中A对B的压力都

20、等于物体A受到的重力解析以A、B整体为研究对象，在上升和下降过程中，A、B的加速度都为重力加速度，处于完全失重状态，A对B的压力为0.故A正确3456789101112练出高分2如图所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，在斜面顶端将一质量为m的物体，以一定的初速度从A点沿平行斜面的方向推出，物体m沿斜面向下做减速运动，在减速运动过程中，下列有关说法中正确的是()A地面对木楔的支持力大于(Mm)gB地面对木楔的支持力小于(Mm)gC地面对木楔的支持力等于(Mm)gD地面对木楔的摩擦力为0解析由于物体m沿斜面向下做减速运动，则物体的a方向与v方向相反，即沿斜面向上，则其沿竖直向上的方向有分

21、量，故系统处于超重状态，故A对，B、C错；同理可知，a沿水平方向的分量向右，说明地面对木楔的摩擦力方向水平向右，故D错误3456789101112练出高分3如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()3456789101112练出高分解析小木块刚放上传送带，传送带的速度大于小木块的速度，传送带给小木块一沿斜面向下的滑动摩擦力，小木块由静止加速下滑；由分析得：mgsin mgcos ma1，a1g(sin cos )；当小木块加速至与传送带速度

22、相等时，由于tan ，小木块在重力作用下将继续加速，此后小木块的速度大于传送带的速度，传送带给小木块沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，小木块继续加速下滑，同理得，a2g(sin cos )所以本题正确选项为D.3456789101112练出高分3456789101112练出高分3456789101112练出高分3456789101112练出高分3456789101112练出高分7用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动如图所示，图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则()A钩码的重力约为4 NB钩码的重力约为3 NCA、B、C、D四段图线中，钩码

23、处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CDA、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D3456789101112练出高分A钩码的重力约为4 NB钩码的重力约为3 NCA、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CDA、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D解析求解本题的关键是对图象及超重、失重概念的准确理解由于初始状态物体静止，所以钩码的重力等于拉力，从图上可读出拉力约为4 N，故A正确，B错误；据“超重时拉力大于重力、失重时拉力小于重力”可知，C正确，D错误3456789101112练出高分8如图所示，质量

24、为m1的足够长木板静止在光滑水平面上，其上放一质量为m2的木块t0时刻起，给木块施加一水平恒力F.分别用a1、a2和v1、v2表示木板、木块的加速度和速度大小，下列四个图中可能符合运动情况的是()AC3456789101112练出高分9如图所示，为传送带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角37，A、B两端相距5.0 m，质量为M10 kg的物体以v06.0 m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5.传送带顺时针运转的速度v4.0 m/s，(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)物体从A点到达B点所需的时间；(2)若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？3456789101112练出高分(1)物体从A点到达B点所需的时间；3456789101112练出高分(2