【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第3章第三節(jié) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用課件 大綱人教版.ppt

第三節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 課堂互動(dòng)講練 經(jīng)典題型探究 第三節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 知能優(yōu)化演練 一 超重和失重1 超重 1 物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸線的拉力 物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件 物體具有 的加速度 2 失重 1 物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸線的拉力 物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件 物體具有 的加速度 基礎(chǔ)知識(shí)梳理 大于 向上 小于 向下 3 完全失重物體對(duì)水平支持物的壓力 或?qū)ωQ直懸掛物的拉力 的情況稱為完全失重現(xiàn)象 4 視重當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí) 彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為視重 視重大小等于秤所受的拉力或壓力 為零 特別提示 1 物體超重或失重時(shí) 所受重力并沒有變化 2 物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài) 與物體的速度沒有關(guān)系 二 整體法與隔離法1 整體法當(dāng)系統(tǒng)中各物體的 相同時(shí) 我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體 這個(gè)整體的質(zhì)量等于各物體的 當(dāng)整體受到的外力已知時(shí) 可用 求出整體的加速度 2 隔離法從研究的方便出發(fā) 當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間 時(shí) 常把物體從系統(tǒng)中 出來 進(jìn)行分析 依據(jù)牛頓第二定律列方程 加速度 質(zhì)量之和 牛頓第二定律 相互作用力 隔離 3 外力和內(nèi)力如果以物體系統(tǒng)為研究對(duì)象 受到系統(tǒng)之外的物體的作用力 這些力是該系統(tǒng)受到的 而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為 應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力 如果把某物體隔離出來作為研究對(duì)象 則 將轉(zhuǎn)換為隔離體的 外力 內(nèi)力 內(nèi)力 外力 一 對(duì)超重和失重的理解1 當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí) 物體受到的重力并沒有變化 所謂 超 和 失 是指視重 超 和 失 的大小取決于物體的質(zhì)量和物體在豎直方向的加速度 2 物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài) 不在于物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng) 而是取決于加速度方向是向上還是向下 課堂互動(dòng)講練 3 完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自由落體運(yùn)動(dòng) 只要物體具有豎直向下的等于g的加速度就處于完全失重狀態(tài) 例如 不計(jì)空氣阻力的各種拋體運(yùn)動(dòng) 環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星等 都處于完全失重狀態(tài) 在完全失重狀態(tài)下 由于重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在了 例如 物體對(duì)水平支持面沒有壓力 對(duì)豎直懸線沒有拉力 不能用天平測(cè)物體的質(zhì)量 液柱不產(chǎn)生壓強(qiáng) 在液體中的物體不受浮力等等 特別提醒 1 由物體處于失重或超重狀態(tài) 可判斷加速度的方向?yàn)橄蛳禄蛳蛏?但并不能確定物體的速度方向 2 當(dāng)物體出現(xiàn)超重或失重時(shí) 物體的加速度不一定沿豎直方向 但加速度一定有豎直方向的分量 3 如果系統(tǒng)內(nèi)有的物體向上加速 有的物體向下加速 此時(shí)可考慮整體質(zhì)心加速度的方向 來判斷系統(tǒng)是處于失重還是超重 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 2011年廣東深圳模擬 如圖3 3 1所示 輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上 彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球 在電梯運(yùn)行時(shí) 乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長(zhǎng)量比電梯靜止時(shí)的伸長(zhǎng)量小 這一現(xiàn)象表明 圖3 3 1 a 電梯一定是在下降b 電梯可能是在上升c 電梯的加速度方向一定是向上d 乘客一定處在失重狀態(tài)解析 選bd 電梯靜止時(shí) 彈簧的拉力和重力相等 現(xiàn)在 彈簧的伸長(zhǎng)量變小 則彈簧的拉力減小 小鐵球的合力方向向下 加速度向下 小鐵球處于失重狀態(tài) 但是電梯的運(yùn)動(dòng)方向可能向上也可能向下 故選b d 二 整體法與隔離法選取的原則系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個(gè)物體連在一起運(yùn)動(dòng)的問題 系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度可以相同 也可以不相同 對(duì)該類問題處理方法如下 1 隔離法的選取 1 適用情況 若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同 且需要求物體之間的作用力 2 處理方法 把物體從系統(tǒng)中隔離出來 將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力 分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解 隔離法是受力分析的基礎(chǔ) 應(yīng)重點(diǎn)掌握 2 整體法的選取 1 適用情況 若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度 且不需要求物體之間的作用力 2 處理方法 把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個(gè)整體 當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 來分析整體受到的外力 應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度 或其他未知量 3 整體法 隔離法交替運(yùn)用原則 若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度 且要求物體之間的作用力時(shí) 可以先用整體法求出加速度 然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象 應(yīng)用牛頓第二定律求作用力 即 先整體求加速度 后隔離求內(nèi)力 特別提醒 運(yùn)用整體法分析問題時(shí) 系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向均應(yīng)相同 如果系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度僅大小相同 如通過滑輪連接的物體 應(yīng)采用隔離法求解 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 2011年黑龍江適應(yīng)性測(cè)試 如圖3 3 2所示 一個(gè)箱子中放有一物體 已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力 且物體與箱子上表面剛好接觸 現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出 已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比 且箱子運(yùn)動(dòng)過程中始終保持圖示姿態(tài) 則下列說法正確的是 圖3 3 2 a 上升過程中 物體對(duì)箱子的下底面有壓力 且壓力越來越小b 上升過程中 物體對(duì)箱子的上底面有壓力 且壓力越來越大c 下降過程中 物體對(duì)箱子的下底面有壓力 且壓力可能越來越大d 下降過程中 物體對(duì)箱子的上底面有壓力 且壓力可能越來越小 mg fn ma 則fn ma mg 而a減小 則fn減小 所以上升過程中物體對(duì)箱子上底面有壓力且壓力越來越小 同理 當(dāng)箱子和物體下降時(shí) 物體對(duì)箱子下底面有壓力且壓力越來越大 故本題選c 2009年高考廣東卷 某人在地面上用彈簧測(cè)力計(jì)稱得其體重為490n 他將彈簧測(cè)力計(jì)移至電梯內(nèi)稱其體重 t0至t3時(shí)間段內(nèi) 彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖3 3 3所示 電梯運(yùn)行的v t圖可能是 取電梯向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎?圖3 3 3 經(jīng)典題型探究 圖3 3 4 答案 ad 變式訓(xùn)練1在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì) 電梯靜止時(shí) 曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上 體重計(jì)示數(shù)為50kg 電梯運(yùn)動(dòng)過程中 某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖3 3 5所示 在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是 圖3 3 5 a 曉敏同學(xué)所受的重力變小了b 曉敏對(duì)體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對(duì)曉敏的支持力c 電梯一定在豎直向下運(yùn)動(dòng)d 電梯的加速度大小為g 5 方向一定豎直向下解析 選d 體重計(jì)示數(shù)變小了 說明該同學(xué)處于失重狀態(tài) 但所受重力并不變小 a錯(cuò) 壓力與支持力是一對(duì)相互作用力 大小相等 b錯(cuò) 電梯的加速度一定向下 但不一定向下運(yùn)動(dòng) c錯(cuò) 由牛頓第二定律可知d對(duì) 2011年寧波模擬 如圖3 3 6所示 質(zhì)量為m的木板可沿傾角為 的光滑斜面下滑 木板上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人 問 圖3 3 6 1 為了保持木板與斜面相對(duì)靜止 計(jì)算人運(yùn)動(dòng)的加速度 2 為了保持人與斜面相對(duì)靜止 木板運(yùn)動(dòng)的加速度是多少 解析 1 為了使木板與斜面保持相對(duì)靜止 必須滿足木板在斜面上的合力為零 所以人施于木板的摩擦力f應(yīng)沿斜面向上 故人應(yīng)加速向下跑 現(xiàn)分別對(duì)人和木板應(yīng)用牛頓第二定律 對(duì)木板受力分析如圖3 3 7所示 圖3 3 7 沿斜面方向有 mgsin f 0對(duì)人受力分析如圖3 3 8所示 圖3 3 8 答案 見解析 規(guī)律總結(jié) 加速度相同的連接體問題 即可以用隔離法也可以用整體法解決 加速度不同的連接體問題只能用隔離法來研究 變式訓(xùn)練2在粗糙水平面上放著一個(gè)三角形木塊abc 在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體 m1 m2 如圖3 3 9所示 若三角形木塊和兩物體都是靜止的 則粗糙水平面對(duì)三角形木塊 圖3 3 9 a 有摩擦力的作用 摩擦力的方向水平向右b 有摩擦力的作用 摩擦力的方向水平向左c 有摩擦力的作用 但摩擦力的方向不能確定 因m1 m2 1 2的數(shù)值均未給出d 以上結(jié)論都不對(duì)解析 選d 采用整體法 因?yàn)槿齻€(gè)物體均處于靜止?fàn)顟B(tài) 所以a 0 因此三角形木塊在水平方向上不受力 故選d 滿分樣板16分 如圖3 3 10所示 質(zhì)量m 1kg的物塊放在傾角為 的斜面上 斜面體質(zhì)量m 2kg 斜面與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 地面光滑 37 現(xiàn)對(duì)斜面體施加一水平推力f 要使物塊相對(duì)斜面靜止 力f應(yīng)為多大 設(shè)物塊與斜面的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 g取10m s2 圖3 3 10 思路點(diǎn)撥 用極限法把f推向兩個(gè)極端來分析 當(dāng)f較小 趨近于0 時(shí) 由于 tan 因此 物塊將沿斜面加速下滑 若f較大 足夠大 時(shí) 物塊將相對(duì)斜面向上滑 因此f不能太小 也不能太大 f的取值有一個(gè)范圍 解題樣板規(guī)范步驟 該得的分一分不丟 1 設(shè)物塊處于相對(duì)斜面下滑的臨界狀態(tài) 物塊恰好不下滑 時(shí)推力為f1 此時(shí)物塊受力如圖3 3 11甲所示 取加速度a1方向?yàn)閤軸正方向 對(duì)m有 圖3 3 11 x方向 fn1sin fn1cos ma1 2分 y方向 fn1cos fn1sin mg 0 2分 解 兩式得 a