2015屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)：3-3牛頓運動定律的綜合應(yīng)用.ppt

1、第3講牛頓運動定律的綜合應(yīng)用,1動力學(xué)的兩類基本問題 (1)已知受力情況求物體的_ (2)已知運動情況求物體的_,牛頓運動定律的應(yīng)用(考綱要求 ),運動情況,受力情況,2解決兩類基本問題的方法 以_為“橋梁”，由_和_列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：,加速度,運動學(xué)公式,牛頓第二定律,1 超重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? _物體所受重力的現(xiàn)象 (2)產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度 2失重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? _物體所受重力的現(xiàn)象 (2)產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度,超重和失重(考綱要求 ),大于,向上,小于,向下,3完全失重 (1)定義：物體

2、對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力) _的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象 (2)產(chǎn)生條件：物體的加速度a_，方向豎直向下,等于零,g,判斷正誤，正確的劃“”，錯誤的劃“” (1)超重時物體的重力大于mg.() (2)失重時物體的重力小于mg.() (3)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)() (4)物體處于超重或失重狀態(tài)，由加速度的方向決定，與速度方向無關(guān)() 答案(1)(2)(3)(4),1(單選)關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是() A超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了 B物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運動的物體不受重力作用 C物體具有向上

3、的速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時處于失重狀態(tài) D物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化,基礎(chǔ)自測,解析物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，超重和失重并非物體的重力發(fā)生變化，而是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，綜上所述，A、B、C均錯，D正確 答案D,2(單選)下列實例屬于超重現(xiàn)象的是() A汽車駛過拱橋頂端時 B火箭點火后加速升空時 C跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動時 D體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時,解析發(fā)生超重現(xiàn)象時，物體的加速度方向豎直向上汽車駛過拱橋頂端時，其向心加速度豎直向下指向圓心，汽車處于失重

4、狀態(tài)，A錯誤；火箭點火后加速升空，加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，B正確；跳水運動員離開跳板向上運動時，只受重力，運動員處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；體操運動員握住單杠在空中不動時，運動員處于平衡狀態(tài)，D錯誤 答案B,3(2013新課標(biāo)卷，14)(單選)如圖331是伽利略1604年做斜面實驗時的一頁手稿照片，照片左上角的三列數(shù)據(jù)如下表表中第二列是時間，第三列是物體沿斜面運動的距離，第一列是伽利略在分析實驗數(shù)據(jù)時添加的根據(jù)表中的數(shù)據(jù)伽利略可以得出的結(jié)論是(),A物體具有慣性 B斜面傾角一定時，加速度與質(zhì)量無關(guān) C物體運動的距離與時間的平方成正比 D物體運動的加速度與重力加速度成正比 解析本題以伽利略的

5、斜面實驗為背景，通過數(shù)據(jù)反映規(guī)律，所以應(yīng)從數(shù)據(jù)之間的關(guān)系入手 表中第一列數(shù)據(jù)明顯是第二列數(shù)據(jù)的平方，而第三列物體沿斜面運動的距離之比非常接近第一列數(shù)據(jù)，所以可以得出結(jié)論，在誤差允許的范圍內(nèi)，物體運動的距離與時間的平方成正比，選項C正確 答案C,答案A,5(單選)一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7 kg，在14 N的恒力作用下，則5 s末的速度及5 s內(nèi)通過的路程為() A8 m/s25 mB2 m/s25 m C10 m/s25 mD10 m/s12.5 m 答案C,解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵 (1)做好兩個分析物體的受力分析和物體的運動過程分析； 根據(jù)物體做各種性質(zhì)運動的條件即可判定物體的

6、運動情況、加速度變化情況及速度變化情況 (2)抓住一個“橋梁”物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁,熱點一動力學(xué)的兩類基本問題,【典例1】 (2013江南十校聯(lián)考，22)如圖332所示，傾角為30的光滑斜面與粗糙平面的平滑連接現(xiàn)將一滑塊(可視為質(zhì)點)從斜面上的A點由靜止釋放，最終停在水平面上的C點已知A點距水平面的高度h0.8 m，B點距C點的距離L2.0 m(滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失，g10 m/s2)，求：,圖332,(1)滑塊在運動過程中的最大速度； (2)滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)； (3)滑塊從A點釋放后，經(jīng)過時間t1.0 s時速度的大小 教你審題 第一步：讀題抓關(guān)鍵詞獲取信息,第

7、二步：分析理清思路抓突破口做好兩分析受力分析、運動分析 滑塊在斜面上： 滑塊做初速度為零的勻加速直線運動,滑塊在水平面上： 滑塊做勻減速運動 第三步：選擇合適的方法及公式利用正交分解法、牛頓運動定律及運動學(xué)公式列式求解,(3)滑塊在斜面上運動的時間為t1，vma1t1 得t10.8 s 由于tt1，滑塊已經(jīng)經(jīng)過B點，做勻減速運動的時間為 tt10.2 s 設(shè)t1.0 s時速度大小為vvma2(tt1) 解得：v3.2 m/s 答案(1)4 m/s(2)0.4(3)3.2 m/s,反思總結(jié)解決動力學(xué)兩類問題的基本思路,【跟蹤短訓(xùn)】 12012年11月，我國艦載機(jī)在航母上首降成功設(shè)某一艦載機(jī)的質(zhì)量

8、為m2.5104 kg，速度為v042 m/s，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，艦載機(jī)將在甲板上以a00.8 m/s2的加速度做勻減速運動，著艦過程中航母靜止不動,圖333,(1)艦載機(jī)著艦后，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多長才能保證艦載機(jī)不滑到海里？ (2)為了艦載機(jī)在有限長度的跑道上停下來，甲板上設(shè)置了阻攔索讓艦載機(jī)減速，同時考慮到艦載機(jī)掛索失敗需要復(fù)飛的情況，艦載機(jī)著艦時不關(guān)閉發(fā)動機(jī)圖示333為艦載機(jī)勾住阻攔索后某一時刻的情景，此時發(fā)動機(jī)的推力大小為F1.2105 N，減速的加速度a120 m/s2，此時阻攔索夾角106，空氣阻力和甲板阻力保持不變求此時阻攔索承受的張力大小？

9、(已知：sin 530.8，cos 530.6),(2)艦載機(jī)受力分析如圖所示，其中FT為阻攔索的張力，F(xiàn)f為空氣和甲板對艦載機(jī)的阻力，由牛頓第二定律得2FTcos 53FfFma1 艦載機(jī)僅受空氣阻力和甲板阻力時Ffma0 聯(lián)立可得FT5105 N 答案(1)1 102.5 m(2)5105 N,1不論是超重、失重、完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變 2物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向，與速度的大小和方向沒有關(guān)系下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系.,熱點二對超重、失重的理解,【典例2】在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為

10、50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖334所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是() 圖334,答案D,反思總結(jié)判斷超重和失重現(xiàn)象的三個技巧 1從受力的角度判斷 當(dāng)物體受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài),2從加速度的角度判斷 當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài) 3從速度變化角度判斷 (1)物體向上加速或向下減速時，超重； (2)物體向下加速或向上減速時，失重,【跟蹤短訓(xùn)】 2如圖335所示，是某同學(xué)站在力傳感器上，做下蹲起

11、立的動作時記錄的力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力(單位為牛頓)，橫坐標(biāo)為時間(單位為秒)由圖可知，該同學(xué)的體重約為650 N，除此以外，還可以得到的信息有() 圖335,A該同學(xué)做了兩次下蹲起立的動作 B該同學(xué)做了一次下蹲起立的動作，且下蹲后約2 s起立 C下蹲過程中人處于失重狀態(tài) D下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài) 解析在34 s下蹲過程中，先向下加速再向下減速，故人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；在67 s起立過程中，先向上加速再向上減速，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項A、C、D錯誤，B正確 答案B,傳送帶模型 1水平傳送帶模型,物理建模3.傳送帶模型滑板滑塊模型,2.傾斜傳送

12、帶模型,【典例1】水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場和火車站，如圖336所示為一水平傳送帶裝置示意圖繃緊的傳送帶AB始終保持恒定的速率v1 m/s運行，一質(zhì)量為m4 kg的行李無初速度地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.1，A、B間的距離L2 m，g取10 m/s2. 圖336,(1)求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大??； (2)求行李做勻加速直線運動的時間； (3)如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率

13、審題指導(dǎo)關(guān)鍵詞：無初速度地放在A處 行李開始做勻加速直線運動 隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻加速直線運動 對行李受力分析 行李運動過程先勻加速后勻速直線運動 利用牛頓第二定律、運動學(xué)公式求解未知量,答案(1)4 N1 m/s2(2)1 s(3)2 s2 m/s,反思總結(jié)對于傳送帶問題，一定要全面掌握上面提到的幾類傳送帶模型，尤其注意要根據(jù)具體情況適時進(jìn)行討論，看一看有沒有轉(zhuǎn)折點、突變點，做好運動階段的劃分及相應(yīng)動力學(xué)分析,即學(xué)即練1如圖337所示，傾角為37，長為l16 m的傳送帶，轉(zhuǎn)動速度為v10 m/s，動摩擦因數(shù)0.5，在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個質(zhì)量為m0.5 kg的物體已知

14、sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.求： 圖337 (1)傳送帶順時針轉(zhuǎn)動時，物體從頂端A滑到底端B的時間； (2)傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動時，物體從頂端A滑到底端B的時間,答案(1)4 s(2)2 s,滑板滑塊模型 1模型特點 涉及兩個物體，并且物體間存在相對滑動 2兩種位移關(guān)系 滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和滑板同向運動，位移之差等于板長；反向運動時，位移之和等于板長,3解題思路,4易失分點 (1)不清楚滑塊、滑板的受力情況，求不出各自的加速度 (2)不清楚物體間發(fā)生相對滑動的條件,【典例2】如圖338所示，光滑水平面上靜止放著長L4 m，質(zhì)量為M3 kg的木

15、板(厚度不計)，一個質(zhì)量為m1 kg的小物體放在木板的最右端，m和M之間的動摩擦因數(shù)0.1，今對木板施加一水平向右的拉力F，(g取10 m/s2) 圖338 (1)為使兩者保持相對靜止，F(xiàn)不能超過多少？ (2)如果F10 N，求小物體離開木板時的速度？,解析(1)要保持兩者相對靜止，兩者之間的摩擦力不能超過最大靜摩擦力，故最大加速度ag1 m/s2 由牛頓第二定律對整體有Fm(mM)a4 N (2)當(dāng)F10 N4 N時，兩者發(fā)生相對滑動 對小物體：a1g1 m/s2 對木板：F合FmgMa2,答案(1)4 N(2)2 m/s,即學(xué)即練2(2013江蘇卷，14)如圖339所示，將小砝碼置于桌面上

16、的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實驗若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為.重力加速度為g. 圖339,(1)當(dāng)紙板相對砝碼運動時，求紙板所受摩擦力的大小； (2)要使紙板相對砝碼運動，求所需拉力的大?。?(3)本實驗中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝碼與紙板左端的距離d0.1 m，取g10 m/s2.若砝碼移動的距離超過l0.002 m，人眼就能感知為確保實驗成功，紙板所需的拉力至少多大？,解析(1)砝碼對紙板的摩擦力f1m1g，桌面對紙板的摩擦力f2(m1m2)g，ff1f2，解得f(

17、2m1m2)g. (2)設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，則，f1m1a1，F(xiàn)f1f2m2a2，發(fā)生相對運動a2a1, 解得F2(m1m2)g,答案(1)(2m1m2)g(2)F2(m1m2)g (3) 22.4 N,附：對應(yīng)高考題組 1(2011福建卷，18)如圖所示，一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪后，兩端分別懸掛質(zhì)量為m1和m2的物體A和B.若滑輪有一定大小，質(zhì)量為m且分布均勻，滑輪轉(zhuǎn)動時與繩之間無相對滑動，不計滑輪與軸之間的摩擦設(shè)細(xì)繩對A和B的拉力大小分別為T1和T2，已知下列四個關(guān)于T1的表達(dá)式中有一個是正確的請你根據(jù)所學(xué)的物理知識，通過一定的分析，判斷正確的表達(dá)式是(),答案C,2(2011四川卷，19)如圖是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡化為：打開降落傘一段時間后，整個裝置勻速下降，為確保安全安全著陸需點燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運動，則(),A火箭開始噴氣瞬間傘繩對返回艙的拉力變小 B返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力 C返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功 D返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài),解析火箭開始噴氣瞬間，返回艙受到向上的反作用力，所受合外力向上，故傘繩的拉力變小，所以選項A正確；返回艙與降落傘組成的系統(tǒng)在火箭噴氣前受力平衡，噴氣后減速的主要原因是受到噴出氣體的反作用力，故選項B錯誤；