2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第三章第2節(jié)牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用一課件

第2節(jié)牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用(一)一、動力學(xué)的兩類基本問題加速度

1.由物體的受力情況求解運(yùn)動情況的基本思路：先求出幾個力的合力，由牛頓第二定律(F＝ma)求出________，再由運(yùn)動學(xué)的有關(guān)公式求出速度或位移. 2.由物體的運(yùn)動情況求解受力情況的基本思路：根據(jù)運(yùn)動規(guī)律求出________，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力.加速度

說明：牛頓第二定律是聯(lián)系運(yùn)動問題與受力問題的橋梁，加速度是解題的關(guān)鍵.比較超重失重完全失重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)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于______的狀態(tài)產(chǎn)生條件加速度方向向___加速度方向向___加速度方向向______，且大小a＝______二、超重和失重大于小于0上下下g比較超重失重完全失重動力學(xué)原理

F－mg＝maF＝________

mg－F＝maF＝________

mg－F＝mgF＝________可能狀態(tài)①______上升；②減速下降①______下降；②減速上升①自由落體運(yùn)動和所有的拋體運(yùn)動；②繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星、飛船等(續(xù)表)m(g＋a)m(g－a)0加速加速【基礎(chǔ)自測】1.判斷下列題目的正誤.(1)輕彈簧是指自身重力可以忽略的彈簧.()(2)物體對接觸面的壓力大于自身重力的現(xiàn)象即為超重.(

)(3)處于超重或失重狀態(tài)的物體必須有豎直方向的加速度或分加速度.()(4)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于重力.()(5)在傳送帶上隨傳送帶一起勻速運(yùn)動的物體不受摩擦力作用.()答案：(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

2.在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)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3-2-1)所示，在這段時間內(nèi)下列說法正確的是(

圖3-2-1A.曉敏同學(xué)所受的重力變小了B.曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C.電梯一定在豎直向下運(yùn)動答案：D

3.(多選，2021年廣東揭陽月考)如圖3-2-2小車向右做加速直線運(yùn)動，物塊貼在小車左壁相對靜止.當(dāng)小車的加速)圖3-2-2度增大時，下列說法正確的是( A.物塊受到的彈力不變

B.物塊受到的摩擦力不變

C.物塊受到三個力的作用

D.物塊受到的合外力為零

答案：BC

4.(2021年廣東深圳月考)為檢測某公路濕瀝青混凝土路面與汽車輪胎的動摩擦因數(shù)μ，測試人員讓汽車在該公路水平直道行駛(如圖3-2-3)，當(dāng)汽車速度表顯示40km/h時緊急剎車(車輪抱死)，車上人員用手機(jī)測得汽車滑行)3.70s后停下來，g取10m/s2，則測得μ

約為(

圖3-2-3A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5答案：B熱點(diǎn)1牛頓第二定律的瞬時性[熱點(diǎn)歸納]

加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：面間的動摩擦因數(shù)μ＝

【典題1】(2020

年山東青島模擬)如圖3-2-4所示，質(zhì)量m＝3kg的木塊在輕彈簧和輕繩的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時木塊和斜面剛好接觸但無壓力，輕繩水平，輕彈簧的軸線與斜面平行.已知斜面的傾角θ＝37°，木塊與斜13，重力加速度g取10m/s2，)sin37°＝0.6，則剪斷輕繩瞬間木塊的加速度大小為(

圖3-2-4A.14m/s2

B.12m/s2

C.10m/s2

D.8m/s2拉力F＝

解析：剪斷輕繩之前，木塊和斜面剛好接觸但無壓力，說明斜面對木塊沒有支持力，對物塊受力分析可得彈簧的

mg

sin37°＝

300.6N＝50N剪斷輕繩瞬間，根據(jù)牛頓第二定律得：F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma解得a＝8m/s2，故D正確.答案：D方法技巧抓住“兩關(guān)鍵”、遵循“四步驟”(1)分析瞬時加速度的“兩個關(guān)鍵”：①明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點(diǎn).②分析瞬時前、后的受力情況和運(yùn)動狀態(tài).(2)“四個步驟”：第一步：分析原來物體的受力情況.第二步：分析物體在突變時的受力情況.第三步：由牛頓第二定律列方程.第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性.

【遷移拓展】(2021年廣東深圳月考)如圖3-2-5所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為m和3m，中間用輕彈簧相連，A、B兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，在水平推力F作用下，A、B一起以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動.當(dāng)突然撤去推力F的瞬間，A、B兩物體的加速度大小分別為()圖3-2-5B.3(a＋μg)，a＋μgD.a，2a＋3μgA.3a，aC.3a＋4μg，a答案：C熱點(diǎn)2動力學(xué)的兩類基本問題[熱點(diǎn)歸納]1.解決兩類基本問題的思路：2.兩類動力學(xué)問題的解題步驟：考向1根據(jù)物體的運(yùn)動情況求物體受力情況

【典題2】(2021

年廣東東莞月考)小明在限速60km/h的平直公路上，駕駛轎車以15m/s的速度勻速行駛，由于被前方大貨車阻擋了視線，待小明看到交通信號燈時，綠燈時間僅剩3s，此時車頭距離停車線50m.若小明經(jīng)0.5s的反應(yīng)時間后勻加速“沖過”路口，企圖在綠燈結(jié)束前使車頭越過停車線.已知轎車質(zhì)量為1.5×103

kg，g取10m/s2.(1)求轎車做勻加速直線運(yùn)動的加速度最小值.(2)假設(shè)轎車行駛過程中所受阻力的大小不變，求轎車的牽引力至少增大多少？

(3)請判斷，小明的這種做法可取嗎？說出你的依據(jù).

解：(1)經(jīng)Δt＝0.5s的反應(yīng)時間后，司機(jī)開始加速時，距綠燈結(jié)束只有t＝2.5s，若綠燈結(jié)束時車頭恰好到達(dá)停車線，此時加速度最小.代入數(shù)據(jù)可得a＝1.6m/s2.(2)設(shè)勻速行駛時，轎車的牽引力為F，所受阻力為f，由受力平衡得F＝f做勻加速直線運(yùn)動時，牽引力為F′，由牛頓第二定律F′－f＝ma加速度最小值為a＝1.6m/s2，聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)可得ΔF＝F′－F＝2400N.(3)司機(jī)恰能沖過路口時，到達(dá)路口的速度v＝v0＋at＝19m/s＝68.4km/h此時該轎車已經(jīng)超速，因此這種行為不可取.考向2根據(jù)物體受力情況求物體運(yùn)動情況

【典題3】(2020

年山東模擬)如圖3-2-6甲所示，在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會設(shè)置避險車道，供發(fā)生緊急情況的車輛避險使用，本題中避險車道是主車道旁的一段上坡路面.一輛貨車在行駛過程中剎車失靈，以v0＝90km/h的速度駛?cè)氡茈U車道，如圖乙所示.設(shè)貨車進(jìn)入避險車道后牽引力為零，貨車與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.30，重力加速度大小g取10m/s2.甲乙

圖3-2-6 (1)為了防止貨車在避險車道上停下后發(fā)生溜滑現(xiàn)象，該避險車道上坡路面的傾角θ應(yīng)該滿足什么條件？設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果用θ的正切值表示.

(2)若避險車道路面傾角為15°，求貨車在避險車道上行駛的最大距離.(已知sin15°＝0.26，cos15°＝0.97，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字.)解：(1)若貨車在避險車道停下后不發(fā)生溜滑現(xiàn)象，則有Ffm≥mgsin

θ貨車所受的最大靜摩擦力Ffm＝μFN＝μmgcos

θ聯(lián)立解得tanθ≤0.30.(2)貨車在避險車道上行駛時mgsinθ＋μmgcosθ＝maa＝mgsinθ＋μmgcosθ m＝5.51m/s2貨車的初速度v0＝90km/h＝25m/stan15°<0.30則貨車在避險車道上行駛的最大距離為方法技巧解決動力學(xué)兩類問題的兩個關(guān)鍵點(diǎn)：熱點(diǎn)3超重與失重現(xiàn)象[熱點(diǎn)歸納]1.對超重、失重的理解.(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，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，而在于物體的加速度方向，只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài). (3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時，重力只有使物體產(chǎn)生a＝g的加速度效果，不再有其他效果.從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時，物體處于失重狀態(tài)；等于零時，物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷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2.判斷超重和失重的方法.

考向1對超重與失重現(xiàn)象的理解及判斷

【典題4】(2020年山東青島模擬)圖

3-2-7是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲—起立的動作時傳感器記錄的壓力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為壓力，橫坐標(biāo)為時間.由圖線可知，該同學(xué)的體重約為650N，除此以外，還可以得到以下信息()圖3-2-7A.1s時人處在下蹲的最低點(diǎn)B.2s時人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)C.該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動作D.下蹲過程中人始終處于失重狀態(tài)

解析：人下蹲動作分別有失重和超重兩個過程，先是加速下降失重，到達(dá)一個最大速度后再減速下降超重，對應(yīng)先失重再超重，到達(dá)最低點(diǎn)后處于平衡狀態(tài)，由圖可知，t＝1s時人仍然加速下降，在t＝2s時刻人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)，故B正確，AD錯誤；對應(yīng)圖像可知，該同學(xué)做了一次下蹲—起立的動作，故C錯誤.答案：B

考向2關(guān)于超重與失重的計算

【典題5】(2020年黑龍江大慶質(zhì)檢)某人在地面上最多可舉起

50kg的物體，當(dāng)他在豎直向上運(yùn)動的電梯中最多舉起了60kg的物體時，電梯加速度的大小和方向?yàn)?g取10m