《高考风向标》高考物理一轮复习 专题三 第3讲 牛顿运动定律的应用课件

第3讲牛顿运动定律的应用考点1动力学的两类基本问题

2．第二类问题：根据物体的运动情况确定物体的受力情况．其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等)，选用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力．

3．在处理力和运动的两类基本问题时，关键在于加速度a，加速度是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁，可画方框图如下：4.应用牛顿运动定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象．可根据题意选某一物体或几个物体组成的系统为研究对象．有的物体虽是涉及对象但受力或运动情况不明不能选为研究对象，需要根据牛顿第三定律转移研究对象分析．

(2)全面分析研究对象的受力情况，正确画出受力示意图． (3)全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意简图．特别注意：若所研究运动过程的运动性质、受力情况并非恒定不变时，则要把整个运动过程分成几个不同的运动阶段详细分析.(4)利用牛顿第二定律(在已知受力情况时)或运动学公式(在运动情况已知时)求出加速度．(5)利用运动学公式或牛顿运动定律进一步解出所求物理量．各物理量统一用国际单位制单位．

1．(单选)一物体初速度

v0＝5m/s，沿着倾角37°的斜面匀加速向下运动，若物体和斜面间的动摩擦因数为0.25，求3秒)C末的速度(斜面足够长)( A．12m/s C．17m/sB．15m/sD．20m/s

2．用一水平恒力将质量为250kg的木箱由静止开始沿水平地面推行50m，历时10s，若物体受到阻力是物重的0.1倍，则外加的推力多大？(g取10m/s2)【教师参考·备选题】以初速度

v0

竖直上抛一个质量为m的物体，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，物体经过时间t到达最高点．求：(1)物体由最高点落回原地所用时间t1.(2)物体落回原地时的速度v1

的大小．解：物体的运动分为上升阶段和下降阶段，再分析这两个阶段物体的受力情况和运动情况．取向上为正．上升阶段：体受重力mg和空气阻力f，方向都向下，由牛顿第二定律得： －(mg＋f)＝－ma考点2超重和失重1．超重和失重的定义大于(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象．小于

(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象． (3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)为____的现象．零2．发生超重或失重现象的条件上加速(1)发生超重现象的条件：具有向_____的加速度．如物体向上做________运动或向下做_________运动．减速下(2)发生失重现象的条件：具有向_____的加速度．如物体做向上______运动或向下________运动．减速加速

(3)拓展：物体运动时，只要加速度具有向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有向下的分量，物体就处于失重状态．3．超重和失失重的本质超重和失重重在本质上上并不是物物体受到的的重力(实实重)发生生了变化，而是是物体在竖竖直方向有有加速度时时，物体对支支持物的压压力或对悬绳的的拉力(视重)发发生了变化化，即看起起来好象物物体的重力力变了，但实际际上物体的的重力并没没有发生变变化．D3．(单选)下列关于超超重和失重重的说法中，，正确的是是()A．物体处于于超重状态态时，其重重力增加了了B．物体处于于完全失重重状态时，，其重力为为零C．物体处于于超重或者者失重状态态时，其惯惯性比物体体处于静止止状态时增加加或减小了了D．物体处于于超重或者者失重状态态时，其质质量和受到到的重力都都没有发生变变化解析：不管管是超重还还是失重，，发生变化化的是视重重，而物体体的实际重力力并没有变变化；衡量量物体惯性性大小的因因素为物体体的质量，超重和和失重时物物体的质量量均无变化化，所以惯惯性也未变变化．因此正确答答案为D.4．(单选)某同学站在在体重计上，，在他迅速速下蹲的过过程中体重计示数将将()DA．始终变小小B．始终变大大C．先变大，，后变小，最后等等于他的重重力D．先变小，，后变大，，最后等于于他的重力力解析：该同学下蹲蹲过程中先先加速下降降、后减速速下降．在在加速下降过程程中，其加加速度方向向向下，人人处于失重重状态，体体重计示数小于人人的重力；；在减速下下降过程中中，其加速速度方向向向上，人处于超重重状态，体体重计示数数大于人的的重力．人人最后蹲在在体重计上静止时时体重计示示数等于人人的重力．．考点3应用牛顿运运动定律的的方法1．正交分分解法：当当物体的受受力情况较较复杂时，，根据物体体所受力的具体体情况和运运动情况建建立合适的的直角坐标标系，利用用正交分解法来解解．2．整体法法和隔离法法解决力学问问题时，为为解题方便便，常将研研究对象与与其他物体体隔离出来进进行受力分分析，应用用相应的定定律来分析析求解，这这种方法称为隔离离法．但有有时又要以以整体为研研究对象(此时要求求整体内部有相同的的加速度)，然后对对整体进行行研究，这这种方法称称为整体法．整体法法和隔离法法在解题中中往往是交交替使用．．(1)对于于系统中各各物体的加加速度都相相同的连接接体问题，，由于在系统中将将各物体看看成一个整整体，可先先分析整体体的受力情情况和运动情况，，然后根据据牛顿第二二定律，求求出整体所所受外力的的某一未知力或加加速度．若若要求系统统中两个物物体间的作作用力，则则应用隔离法．将将系统中的的一个物体体从系统隔隔离出来，，进行受力力分析，然后根据牛牛顿第二定定律，求出出相互作用用力中的某某一个未知知力，这类问题是是整体法和和隔离法交交替应用来来解决的．．(2)对于于系统中各各物体的加加速度各不不相同，如如在系统中中有一个物体加速速运动，另另一个物体体静止，且且相互作用用，这类问问题应采用牛顿第第二定律和和平衡条件件联立来求求解，应用用隔离法．．通过对某一物体体的分析，，应用牛顿顿第二定律律(或平衡衡条件)求求出两物体体间的作用力力，再过渡渡到另一物物体上，应应用平衡条条件(或牛牛顿第二定律)求出出最后结果果．5．(单选)两个质量相相同的物体1和2紧靠在在一起放在在光滑水平桌面上上，如图3－3－－1所示示．如果它它们分别受受到水平推推力)CF1和F2，且F1＞F2，则1施施于2的作用用力的大小小为(图3－3－1图136．如图3－3－－2所示示，质量为为0.5kg的的物体在在与水平面面成30°角的的拉力F作用下，沿沿水平桌面面向右做直直线运动，，经过0.5m的距离速度度由0.6m/s变为为0.4m/s，已知物物体与桌面面间的动摩摩擦因数μ＝0.1，，求作用力力F的大小．(g＝10m/s2)图3－3－2解：对物体受力力分析，建建立直角坐坐标系如图图14.图14热点1连接体问题题【例1】在2008年北北京残奥会会开幕式上，运运动员手拉拉绳索向上攀登，，最终点燃燃了主火炬炬，体现了了残疾运动动员坚韧不不拔的意志和自强强不息的精精神．为了了探究上升升过程中运运动员与绳绳索和吊椅间的作作用，可将将过程简化化．一根不不可伸缩的的轻绳跨过过轻质的定滑轮，，一端挂一一吊椅，另另一端被坐坐在吊椅上上的运动员员拉住，如图3－－3－3所所示．设设运动员的的质量为65kg，吊椅的的质量为15kg，不计定滑轮轮与绳子间间的摩擦．．重力加速速度取g＝10m/s2.当运动员与吊椅一一起正以加加速度a＝1m/s2上升时，试试求：图3－3－3(1)运动动员竖直向向下拉绳的的力；(2)运动动员对吊椅椅的压力．．解析：解法一：(1)设运动员受受到绳向上上的拉力为为F，由于跨过定滑轮轮的两段绳绳子拉力相相等，吊椅椅受到绳的的拉力也是是F.对运动员和吊吊椅整体进进行受力分分析如图3－3－4甲所示，则则有：2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a甲乙图3－3－4解得F＝440N由牛顿第三三定律，运运动员竖直直向下拉绳绳的力：F′＝440N(2)设吊椅对运运动员的支支持力为FN，对运动员员进行受力力分析如图乙所示示，则有：：F＋FN－m人g＝m人aFN＝275N由牛牛顿顿第第三三定定律律，，运运动动员员对对吊吊椅椅的的压压力力为为275N.解法法二二：：设运运动动员员和和吊吊椅椅的的质质量量分分别别为为M和m；运运动动员员竖竖直向向下下的的拉拉力力为为F，对对吊吊椅椅的的压压力力大大小小为为FN.根据据牛牛顿顿第第三三定定律律，，绳绳对对运运动动员员的的拉拉力力大大小小为为F，吊吊椅椅对对运动动员员的的支支持持力力为为FN.分别别以以运运动动员员和和吊吊椅椅为为研研究究对对象象，，根根据据牛顿第第二二定定律律①②F＋FN－Mg＝MaF－FN－mg＝ma由①①②②得得F＝440N，FN＝275N.连接接体体问问题题是是牛牛顿顿第第二二定定律律应应用用中中的的重重点点，，体体现现在在多个个物物体体相相对对静静止止，，一一起起运运动动时时，，可可以以把把这这些些相相对对静静止止的的物物体体看做做连连接接体体，，连连接接体体中中的的每每一一部部分分都都具具有有相相同同的的加加速速度度．．同同时时，，有些些情情况况，，比比如如带带有有滑滑轮轮的的题题目目中中，，也也可可以以把把连连接接体体问问题题看看成成两个个物物体体具具有有大大小小相相同同的的加加速速度度的的问问题题来来求求解解．．要要点点是是连连接接体体中，，整整体体的的加加速速度度与与其其中中每每一一个个个个体体的的加加速速度度均均相相同同．．1．(双选选)(2010年东东莞莞一中中模模拟拟)如图图3－3－5所示示，，A、B两物物体体质质量量分分别别为为mA、mB，紧紧靠靠着着放放在在光光滑滑水水平平面面上上，，现现用用水水)平力力F推A，用用FN表示示A对B的压压力力，，以以下下判判断断正正确确的的是是(A．若若mA＝mB，则则FN＝FB．若若mA＝mB，则则FN<FC．若若mA>mB，则则FN<FD．若若mA>mB，则则FN>FBC图3－3－5解析：本题无需需计算，，由于整整体与B的加速度度相同，，故整体受的合合外力F一定大于于B受的合外外力，故故选择B、C.热点2超重和失失重【例2】(双选)(广东六校校2011届高三联联考)如图3－3－－6所示，轻质质弹簧的的上端固定定在电梯梯的天花花板上，，弹簧下下端悬挂挂一个小铁球，，在电梯梯运行时时，乘客客发现弹弹簧的伸伸长量比比电梯静静止时的伸长长量大了了，这一一现象表表明()图3－－3－6A．电梯梯一定是是在下降降B．电梯梯可能是是在上升升C．电梯梯的加速速度方向向一定是是向下D．乘客客一定处处在超重重状态BD解析：电梯静止止时，弹弹簧的拉拉力和小小铁球所所受重力力相等．．现在，弹弹簧的伸伸长量变变大，则则弹簧的的拉力变变大，小小铁球的的合力方向向上上，加速速度方向向向上，，小铁球球处于超超重状态态．但是是电梯的运动方方向可能能向上也也可能向向下，故故选BD.由于超重重失重在在现实生生活中常常见，所所以高考考比较注注重本部分分的考察察．要注注意的是是，超重重、失重重只是两两个现象象，并不能用超超重和失失重现象象来直接接解决问问题．解解决超重重失重的的问题最终还是是利用牛牛顿第二二定律的的知识．．2．(双选)(2010年广东实实验中学学高三月月考)在最近的的校运会会上，体重重为m＝50kg的的小维维在最后后一次以以背越式式成功地地跳过了1.80米的的高度夺夺得高三三级跳高高冠军，，他成为为了我们们心中的偶偶像．如果忽略略空气阻阻力，则则下列关关于小维维跳高过过程中的的说法正正确的有()ACA．小维维下降过过程处于于失重状状态B．小维维起跳以以后在上上升过程程处于超超重状态C．小维维起跳时时地面对对他的支支持力大大于他的的重力D．小维维起跳时时地面对对他的支支持力小小于他的的重力解析：忽略空气气阻力，，跳高过过程可以以看成竖竖直上抛抛运动，，全过程具具有向下下的加速速度，上上升过程程和下落落过程都都处于完完全失重状态，，故A正确，B错误．跳跳高运动动员要从从地面跳跳起，必必须具有竖直直向上的的加速度度，所以以地面给给运动员员的支持运动员的重力，故C正确．易错点：：整体法法和隔离离法的应应用【例1】如图3－3－7，m和M保持相对对静止，，一起沿沿倾角为θ的光滑斜斜面下滑滑，则M和m间的摩擦擦力大小小是多少少？图3－－3－7错解分析析：错解：以以m为研究对对象，如如图3－3－8，物体受重力mg、支持力力N、摩擦力力f，如图建建立坐标标有：图3－－3－8再以m＋M为研究对对象分析析受力，，如图3－3－9，图3－－3－9(m＋M)g·sinθ＝(M＋m)a③据式①②③解得f＝0，所以m与M间无摩擦擦力．造成错解解主要是是没有好好的解题题习惯，，只是盲盲目的模模仿，似乎解题题步骤不不少，但但思维没没有跟上上．要分分析摩擦擦力就要要找接触面，摩摩擦力方方向一定定与接触触面相切切，这一一步是堵堵住错误误的起点．犯以以上错误误的客观观原因是是思维定定势，一一见斜面面就觉得得摩擦力应沿斜斜面方向向．归结结还是对对物理过过程分析析不清．．正确解析析：因为m和M保持相对对静止，，所以可可以将(m＋M)整体视为为研究对对象．受受力分析析，如图图3－3－9，建建立坐坐标，，根据据牛顿第第二定定律列列方程程：x：(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a①解得a＝gsinθ，方向向沿斜斜面向向下．．因为要要求m和M间的相相互作作用力力，再再以m为研究究对象象，受受力如图图3－3－10.图3－3－10因为m、M的加速速度是是沿斜斜面方方向，，需将将其分分解