高三物理單元總復(fù)習(xí)課件5

第三單元牛頓定律的應(yīng)用1．已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的

情況，可以求出物體的加速度；再知道物體的初始條件(初位置和初速度)，根據(jù)

，就可以求出物體在任一時(shí)刻的速度和位置，也就求出了物體的運(yùn)動(dòng)情況．受力運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2．已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由

可以求出加速度，再根據(jù)

可確定物體的合外力，從而求出未知力，或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等．運(yùn)動(dòng)學(xué)公式牛頓第二定律1．超重現(xiàn)象當(dāng)物體具有

的加速度時(shí)，這個(gè)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)

它所受的重力，稱(chēng)為超重現(xiàn)象．向上向上2．失重現(xiàn)象當(dāng)物體具有

的加速度時(shí)，這個(gè)物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓炖K的拉力)

它所受的重力，稱(chēng)為失重現(xiàn)象．當(dāng)a＝g時(shí)，F(xiàn)＝0，此為

狀態(tài)．向下小于完全失重1．研究物理問(wèn)題時(shí)把所研究的對(duì)象作為一個(gè)整體來(lái)處理的方法稱(chēng)為

法．2．研究物理問(wèn)題時(shí)把所研究的對(duì)象從整體中隔離出來(lái)進(jìn)行獨(dú)立研究，最終得出結(jié)論的方法稱(chēng)為

法．整體隔離1．解題思路首先對(duì)所選取的研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后由牛頓第二定律，通過(guò)加速度這個(gè)橋梁結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解．2.解題步驟(1)明確研究對(duì)象．根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫(huà)好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程．(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系，通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣鹊姆较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向．(4)求合外力F.(5)根據(jù)牛頓第二定律F＝ma列方程求解，必要時(shí)還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論．(1)第一類(lèi)：已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況．(2)第二類(lèi)：已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況．(3)求解這兩類(lèi)問(wèn)題的思路，可用下面的框圖來(lái)表示：1．已知做直線運(yùn)動(dòng)物體的受力情況求運(yùn)動(dòng)情況或已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況通常規(guī)定物體的初速度方向或運(yùn)動(dòng)方向(初速度為零時(shí))為正方向．此種情況各力的方向已知或可以判出，各力本身都取正值，在列式時(shí)和正方向相同的力前面寫(xiě)“＋”，和正方向相反的力前面寫(xiě)“－”．由于物體做直線運(yùn)動(dòng)，速度、加速度、位移等矢量均在同一直線上，我們利用“＋”“－”號(hào)來(lái)表示它們的方向：和正方向相同的量用“正數(shù)”表示，數(shù)值前面寫(xiě)“＋”(“＋”通常省略，如a＝10m/s2，v＝1m/s，x＝5m等)；和正方向相反的量用“負(fù)數(shù)”表示，數(shù)值前面寫(xiě)“－”(例如a＝－10m/s2，v＝－1m/s，x＝－5m等)，對(duì)符號(hào)這樣處理后列出的就是標(biāo)量式了．

2．已知物體所受合力求加速度或已知加速度求合力．通常規(guī)定物體所受合力(或加速度)方向?yàn)檎较颍图铀俣鹊姆?hào)法則同1.(1)整體法：當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時(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)量等于各物體的質(zhì)量之和．當(dāng)整體受到的外力F已知時(shí)，可用牛頓第二定律求出整體的加速度，這種處理問(wèn)題的思維方法叫做整體法．(2)隔離法：從研究的方便出發(fā)，當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力時(shí)，常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中“隔離”出來(lái)進(jìn)行受力分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程，這種處理連接體問(wèn)題的思維方法叫做隔離法．1．真重與視重真重是物體自身的重力；視重是物體對(duì)支持物的壓力或物體對(duì)懸繩的拉力．在平衡狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)大小等于物體的重力．2．超重(1)當(dāng)物體加速上升或減速下降時(shí)，視重大于重力的現(xiàn)象．(2)特征：物體處于超重狀態(tài)時(shí)，加速度(a)向上．3．失重(1)當(dāng)物體加速下降或減速上升時(shí)，視重小于重力的現(xiàn)象．(2)特征：物體處于失重狀態(tài)時(shí)，加速度(a)向下．4．完全失重：視重等于零的現(xiàn)象，例：自由落體、繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空艙等．對(duì)超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：(1)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，只是物體的視重發(fā)生改變，物體的重力始終存在，大小也沒(méi)有變化，因?yàn)槿f(wàn)有引力并沒(méi)有改變．(2)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象與物體的速度大小及方向無(wú)關(guān)，只決定于加速度的方向及大?。?3)在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等．【例1】(2010年南通模擬)一輛汽車(chē)在恒定牽引力作用下由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，4s內(nèi)通過(guò)8m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車(chē)又運(yùn)動(dòng)了2s停止，已知汽車(chē)的質(zhì)量m＝2×103kg，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小不變，求：(1)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車(chē)的速度大??；(2)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的阻力大??；(3)汽車(chē)牽引力的大小．答案：(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N高分通道應(yīng)用牛頓第二定律列式時(shí)要注意各量的符號(hào)．?變式1：如圖1所示，質(zhì)量為10kg的物體在F＝200N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，與水平地面的夾角θ＝37°.力F作用2s后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25s后，速度減為零．求：物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和物體的總位移x.(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)圖1答案：0.2516.25m【例2】(2009年廣東卷)某人在地面上用彈簧測(cè)力計(jì)稱(chēng)得其體重為490N．他將彈簧測(cè)力計(jì)移至電梯內(nèi)稱(chēng)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2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2解析：由G－t圖象知：t0～t1時(shí)間內(nèi)，具有向下的加速度，t1～t2時(shí)間內(nèi)勻速或靜止，t2～t3時(shí)間內(nèi)，具有向上的加速度，因此其運(yùn)動(dòng)情況可能是：t0～t3時(shí)間內(nèi)答案：AD高分通道對(duì)超、失重的本質(zhì)理解不透，超、失重只與a的方向有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)方向的上、下無(wú)關(guān)，而導(dǎo)致錯(cuò)選B.本題考查超、失重的條件，對(duì)學(xué)生的識(shí)圖能力要求較高．?變式2：如圖3所示，A為電磁鐵，掛在支架C上，放到臺(tái)秤的托盤(pán)中，在它的正下方有一鐵塊B.鐵塊靜止時(shí)，臺(tái)秤示數(shù)為G，當(dāng)電磁鐵通電，鐵塊被吸引上升的過(guò)程中，臺(tái)秤的示數(shù)將 ()A．變大B．變小C．大于G，但為恒量D．先變大，后變小圖3解析：鐵塊被吸起的過(guò)程中，由于電磁鐵A對(duì)B的吸引力越來(lái)越大，B做加速度變大的加速上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，處于超重現(xiàn)象越來(lái)越明顯的狀態(tài)(可以認(rèn)為系統(tǒng)重心也在作a變大的加速上升運(yùn)動(dòng))．所以臺(tái)秤的示數(shù)應(yīng)大于G，且不斷變大．答案：A【例3】如圖4所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個(gè)物體，A、B間的最大靜摩擦力為μmg，現(xiàn)用水平拉力F拉B，使AB以同一加速度運(yùn)動(dòng)，求拉力F的最大值．圖4解析：當(dāng)A、B之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力F最大，此時(shí)，對(duì)于A物體所受的合外力為μmg由牛頓第二定律知μmg＝maA，所以aA＝μg對(duì)于A、B整體，加速度a＝aA＝μg由牛頓第二定律得F＝3ma，所以F＝3μmg.答案：3μmg高分通道當(dāng)各物體的加速度相同時(shí)，可應(yīng)用整體法．求物體間的相互作用時(shí)，相互作用物體不能看成整體，在同一題中兩種方法經(jīng)常同時(shí)使用．?變式3：如圖5所示，光滑水平面上并排放置著A、B兩個(gè)物體，mA＝5kg，mB＝3kg，用F＝16N的水平外力推動(dòng)這兩個(gè)物體，使它們共同做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求A、B間彈力的大?。畧D5解析：對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，由牛頓第二定律得F＝(mA＋mB)a對(duì)物體B，由牛頓第二定律得FAB＝mBa聯(lián)立以上兩式解得：FAB＝6N答案：6N1．如圖6所示，一個(gè)盛水的容器底部有一小孔．靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水，圖6假設(shè)容器在下述幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持平動(dòng)，且忽略空氣阻力，則 ()A．容器自由下落時(shí)，小孔向下漏水B．將容器豎直向上拋出后，容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔向下漏水；容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔不向下漏水C．將容器水平拋出后，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水D．將容器斜向上拋出后，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水解析：水能夠從容器底部的小孔流出，則二者必發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即要具有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．選項(xiàng)A中容器自由下落、選項(xiàng)B豎直上拋以及選項(xiàng)C的平拋運(yùn)動(dòng)，二者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同，處于完全失重狀態(tài)，小孔中不會(huì)有水流出，故選項(xiàng)A、B、C是錯(cuò)誤的．只有D正確．答案：D2．如圖7所示，傾斜索道與水平面夾角為37°，當(dāng)載人車(chē)廂沿鋼索勻加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，車(chē)廂里的人對(duì)廂底的壓力為其重量的1.25倍，那么車(chē)廂對(duì)人的摩擦力為其體重的 ()圖7圖8圖9答案：B3．如圖10所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒(méi)有跳起，當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為 ()圖10解析：彈簧的彈力與框架的重力平衡，故小球受的合外力為(M＋m)g，對(duì)m由牛頓第二定律得：(M＋m)g＝ma，所以該瞬間a＝ g.答案：D4．質(zhì)量為m的木塊，以4m/s的初速度，在水平地面上滑行8m后停止運(yùn)動(dòng)，求物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(取g＝10m/s2)．圖11答案：μ＝0.15．近日教育部出臺(tái)了一系列加強(qiáng)中學(xué)生體育鍛煉的措施，其中跳起摸高是中學(xué)生進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動(dòng)．某同學(xué)身高1.80m，質(zhì)量65kg，站立舉臂手指摸到的高度是2.25m，此同學(xué)用力蹬地豎直跳離地面歷經(jīng)0.3s，設(shè)他蹬地時(shí)的力大小恒定為1300N，求該同學(xué)(g取10m/s2)：(1)剛跳離地面時(shí)的速度；(2)跳起可摸到的高度．解析：設(shè)該同學(xué)剛跳離地面時(shí)的速度為v，跳離地面后，上升的最大高度為h，則(1)由題意可知該同學(xué)在跳離地面的過(guò)程中，做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得：FN－mg＝ma由運(yùn)動(dòng)學(xué)