牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用

1、牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用第1頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四3完全失重(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力) 的情況稱為完全失重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體的加速度ag，方向豎直向下.等于零第2頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四1.牛頓運(yùn)動定律是力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律同時(shí)又是高考的熱點(diǎn)復(fù)習(xí)中應(yīng)重點(diǎn)理解及掌握以下幾個(gè)問題：(1)靈活運(yùn)用隔離法和整體法求解加速度相等的連接體問題；(2)用正交分解法解決受力復(fù)雜的問題；(3)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律分析、解決多階段(過程)的運(yùn)動問題；(4)運(yùn)用超重和失重的知識定性分析一些力

2、學(xué)現(xiàn)象另外，還應(yīng)具有將實(shí)際問題抽象成物理模型的能力第3頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四2牛頓定律應(yīng)用中的整體法和隔離法(1)整體法當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相同的 時(shí)，可以把連接體內(nèi)所有物體組成的系統(tǒng)作為考慮，分析其受力和運(yùn)動情況，運(yùn)用牛頓第二定律對列方程求解的方法(2)隔離法當(dāng)研究對象涉及由多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，若要求出連接體內(nèi)物體間的力，則應(yīng)把某個(gè)物體或某幾個(gè)物體從系統(tǒng)中出來，分析其受力情況及運(yùn)動情況，再利用牛頓第二定律對隔離出來的物體列式求解的方法加速度整體整體相互作用隔離第4頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四第5頁，共40頁，20

3、22年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四1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(yùn)動時(shí)處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運(yùn)動的物體不受重力作用C物體具有向上的速度時(shí)處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時(shí)處于失重狀態(tài)D物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化第6頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四解析物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)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

4、第7頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四2下列說法正確的是()A體操運(yùn)動員雙手握住單杠吊在空中不動時(shí)處于失重狀態(tài)B蹦床運(yùn)動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)C舉重運(yùn)動員在舉起杠鈴后不動的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)D游泳運(yùn)動員仰臥在水面靜止不動時(shí)處于失重狀態(tài)解析運(yùn)動員是否超失重取決于加速度方向，A、C、D三個(gè)選項(xiàng)中，運(yùn)動員均處于平衡狀態(tài)，不超重也不失重答案B第8頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四3.如圖331所示，質(zhì)量m1 kg、長L0.8 m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平板與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.4.現(xiàn)用F5 N的水平力向右

5、推薄板，使它翻下桌子，力F的作用時(shí)間至少為(取g10 m/s2)()第9頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四答案A第10頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四4如圖332所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m11 kg、m24 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接兩個(gè)大小分別為F130 N、F220 N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，下列說法正確的是()A彈簧秤的示數(shù)是25 NB彈簧秤的示數(shù)是50 NC在突然撤去F2的瞬間，m2的加速度大小為7 m/s2D在突然撤去F1的瞬間，m1的加速度大小為13 m/s2第11頁，共40頁，202

6、2年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四答案C第12頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四5一個(gè)小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動可看作勻加速直線運(yùn)動，第一次小孩單獨(dú)從滑梯上滑下，運(yùn)動時(shí)間為t1，第二次小孩抱上一只小狗后再從滑梯上滑下(小狗不與滑梯接觸)，運(yùn)動時(shí)間為t2，則()At1t2 Bt1t2 D無法判斷t1與t2的大小答案A第13頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四考點(diǎn)一超重、失重的理解及應(yīng)用(小專題)1不論超重、失重或完全失重，物體的重力不變，只是“視重”改變2物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運(yùn)動還是向下運(yùn)動，而在于物體是有向上的加速度還是有向下

7、的加速度3當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，重力只產(chǎn)生使物體具有ag的加速度效果，不再產(chǎn)生其他效果平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失4物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma.第14頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四【典例1】 一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射，其速度和時(shí)間的關(guān)系圖線如圖333所示，則()At3時(shí)刻火箭距地面最遠(yuǎn)Bt2t3的時(shí)間內(nèi)，火箭在向下降落Ct1t2的時(shí)間內(nèi)，火箭處于失重狀態(tài)D0t3的時(shí)間內(nèi)，火箭始終處于失重狀態(tài)第15頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四解析由速度圖象可知，在0t3內(nèi)速度始終大于零，表明

8、這段時(shí)間內(nèi)火箭一直在上升，t3時(shí)刻速度為零，停止上升，高度達(dá)到最高，離地面最遠(yuǎn)，A正確、B錯誤t1t2的時(shí)間內(nèi)，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭應(yīng)處于超重狀態(tài)，而在t2t3時(shí)間由火箭在減速上升，具有向下的加速度，火箭處于失重狀態(tài)，故C、D錯誤答案A第16頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四第17頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四答案D第18頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四【變式2】 (2012梅州模擬)2009年當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月23日，在位于印度安得拉邦斯里赫里戈達(dá)島的薩蒂什達(dá)萬航天中心，一枚PSLVC14型極地衛(wèi)星運(yùn)載

9、火箭攜帶七顆衛(wèi)星發(fā)射升空，成功實(shí)現(xiàn)“一箭七星”發(fā)射，相關(guān)圖片如圖335所示則下列說法不正確的是()第19頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四A火箭發(fā)射時(shí)，噴出的高速氣流對火箭的作用力大于火箭對氣流的作用力B發(fā)射初期，火箭處于超重狀態(tài)，但它受到的重力卻越來越小C高溫高壓燃?xì)鈴幕鸺膊繃姵鰰r(shí)對火箭的作用力與火箭對燃?xì)獾淖饔昧Υ笮∠嗟菵發(fā)射的七顆衛(wèi)星進(jìn)入軌道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，均處于完全失重狀態(tài)解析由作用力與反作用力大小相等，可知A錯誤；火箭發(fā)射初期，因?yàn)榛鸺蛏霞铀龠\(yùn)動，故處于超重狀態(tài)，隨著火箭距地越來越遠(yuǎn)，所受的重力也越來越小，B正確；由作用力與反作用力的關(guān)系可知C正確；衛(wèi)星進(jìn)入軌

10、道正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，所受的萬有引力充當(dāng)向心力，此時(shí)各衛(wèi)星均處于完全失重狀態(tài)，D正確答案A第20頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四考點(diǎn)二牛頓定律解題中整體法和隔離法的應(yīng)用1隔離法的選取原則：若連接體或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解2整體法的選取原則：若連接體內(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，可以把它們看成一個(gè)整體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：若連接體內(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

11、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” 第21頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四【典例2】 如圖336所示，車廂在運(yùn)動過程中所受阻力恒為F阻，當(dāng)車廂以某一加速度a向右加速時(shí)，在車廂的后壁上相對車廂靜止著一物體m，物體與車廂壁之間的動摩擦因數(shù)為，設(shè)車廂的質(zhì)量為M，則車廂內(nèi)發(fā)動機(jī)的牽引力至少為多少時(shí)，物體在車廂壁上才不會滑下來？第22頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四第23頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四(1)研究對象的選取方法：整體法和隔離法(2

12、)對研究對象所受力的處理方法合成法若物體只受兩個(gè)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，利用平行四邊形定則求出兩個(gè)力的合外力方向就是加速度方向分解法當(dāng)物體受到兩個(gè)以上的力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，常用正交分解法分解方式有兩種：分解力或者分解加速度 第24頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四第25頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四答案C第26頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四2.傳送帶模型(1)模型概述一個(gè)物體以速度v0(v00)在另一個(gè)勻速運(yùn)動的物體上開始運(yùn)動的力學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型，如圖338(a)、(b)、(c)所示圖338 第27頁，共

13、40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四(2)模型特點(diǎn)物體在傳送帶上運(yùn)動時(shí)，往往會牽涉到摩擦力的突變和相對運(yùn)動問題當(dāng)物體與傳送帶相對靜止時(shí)，物體與傳送帶間可能存在靜摩擦力也可能不存在摩擦力當(dāng)物體與傳送帶相對滑動時(shí)，物體與傳送帶間有滑動摩擦力，這時(shí)物體與傳送帶間會有相對滑動的位移摩擦生熱問題見第五章第28頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四【典例】 水平傳送帶AB以v200 cm/s的速度勻速運(yùn)動，如圖339所示，A、B相距0.011 km，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.2，則物體從A沿傳送帶運(yùn)動到B所需的時(shí)間為多少？(g1

14、0 m/s2)第29頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四答案6 s第30頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四【應(yīng)用】 傳送帶與水平面夾角為37，皮帶以12 m/s的速率沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，如圖3310所示今在傳送帶上端A處無初速度地放上一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.75，若傳送帶A到B的長度為24 m，g取10 m/s2，則小物塊從A運(yùn)動到B的時(shí)間為多少？第31頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四解析小物塊無初速度放在傳送帶上時(shí)，所受摩擦力為滑動摩擦力，方向沿斜面向下，對小物塊用牛頓第二定律得mgsin mg

15、cos ma解得a12 m/s2設(shè)小物塊加速到12 m/s運(yùn)動的距離為s1，所用時(shí)間為t1由v202as1得s16 m由vat1得t11 s當(dāng)小物塊的速度加速到12 m/s時(shí)，因mgsin mgcos ，小物塊受到的摩擦力由原來的滑動摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力，而且此時(shí)剛好為最大靜摩擦力，小物塊此后隨皮帶一起做勻速運(yùn)動設(shè)AB間的距離為L，則Ls1vt2解得t21.5 s從A到B的時(shí)間tt1t2解得t2.5 s.答案2.5 s 第32頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四一、對超重、失重的考查(中頻考查)1. (2010海南高考)如圖3311所示，木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧，彈簧上方

16、有一物塊；木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上若在某一段時(shí)間內(nèi)，物塊對箱頂剛好無壓力，則在此段時(shí)間內(nèi)，木箱的運(yùn)動狀態(tài)可能為()加速下降加速上升減速上升減速下降A(chǔ) B C D第33頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四解析木箱靜止時(shí)物塊對箱頂有壓力，則物塊受到箱頂向下的壓力，當(dāng)物塊對箱頂剛好無壓力時(shí)，表明系統(tǒng)有向上的加速度，是超重，所以木箱的運(yùn)動狀態(tài)可能為減速下降或加速上升，故正確答案D第34頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四2. (2010浙江理綜，14)如圖3312所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)下列說法正確的

17、是()A在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力第35頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四解析對于A、B整體只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動，處于完全失重狀態(tài)，不論上升還是下降過程，A對B均無壓力，只有A項(xiàng)正確答案A第36頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四3(2011天津卷，9(1)某同學(xué)利用測力計(jì)研究在豎直方向運(yùn)行的電梯的運(yùn)動狀態(tài)他在地面上用測力計(jì)測量砝碼的重力，示數(shù)為G.他在電梯中用測力計(jì)仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計(jì)的示數(shù)小于G，由此判斷此時(shí)電梯的運(yùn)動狀態(tài)可能是_解析由加速度a方向向上超重，加速度a方向向下失重，得電梯此時(shí)向上減速或向下加速答案減速上升或加速下降第37頁，共40頁，2022年，5月20日，15點(diǎn)15分，星期四二、對整體法和隔離法應(yīng)用