《高考風向標》年高考物理一輪復習 專題三 第3講 牛頓運動定律的應用課件

第3講牛頓運動定律的應用考點1動力學的兩類基本問題

2．第二類問題：根據(jù)物體的運動情況確定物體的受力情況．其解題基本思路是：分析清楚物體的運動情況(性質、已知條件等)，選用運動學公式求出物體的加速度；再利用牛頓第二定律求力．

3．在處理力和運動的兩類基本問題時，關鍵在于加速度a，加速度是聯(lián)結運動學公式和牛頓第二定律的橋梁，可畫方框圖如下：4.應用牛頓運動定律解題的一般步驟

(1)確定研究對象．可根據(jù)題意選某一物體或幾個物體組成的系統(tǒng)為研究對象．有的物體雖是涉及對象但受力或運動情況不明不能選為研究對象，需要根據(jù)牛頓第三定律轉移研究對象分析．

(2)全面分析研究對象的受力情況，正確畫出受力示意圖． (3)全面分析研究對象的運動情況，畫出運動過程示意簡圖．特別注意：若所研究運動過程的運動性質、受力情況并非恒定不變時，則要把整個運動過程分成幾個不同的運動階段詳細分析.(4)利用牛頓第二定律(在已知受力情況時)或運動學公式(在運動情況已知時)求出加速度．(5)利用運動學公式或牛頓運動定律進一步解出所求物理量．各物理量統(tǒng)一用國際單位制單位．

1．(單選)一物體初速度

v0＝5m/s，沿著傾角37°的斜面勻加速向下運動，若物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25，求3秒)C末的速度(斜面足夠長)( A．12m/s C．17m/sB．15m/sD．20m/s

2．用一水平恒力將質量為250kg的木箱由靜止開始沿水平地面推行50m，歷時10s，若物體受到阻力是物重的0.1倍，則外加的推力多大？(g取10m/s2)【教師參考·備選題】以初速度

v0

豎直上拋一個質量為m的物體，設物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變，物體經過時間t到達最高點．求：(1)物體由最高點落回原地所用時間t1.(2)物體落回原地時的速度v1

的大小．解：物體的運動分為上升階段和下降階段，再分析這兩個階段物體的受力情況和運動情況．取向上為正．上升階段：體受重力mg和空氣阻力f，方向都向下，由牛頓第二定律得： －(mg＋f)＝－ma考點2超重和失重1．超重和失重的定義大于(1)超重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)_______物體所受重力的現(xiàn)象．小于

(2)失重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)_______物體所受重力的現(xiàn)象． (3)完全失重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)為____的現(xiàn)象．零2．發(fā)生超重或失重現(xiàn)象的條件上加速(1)發(fā)生超重現(xiàn)象的條件：具有向_____的加速度．如物體向上做________運動或向下做_________運動．減速下(2)發(fā)生失重現(xiàn)象的條件：具有向_____的加速度．如物體做向上______運動或向下________運動．減速加速

(3)拓展：物體運動時，只要加速度具有向上的分量，物體就處于超重狀態(tài)；同理只要加速度具有向下的分量，物體就處于失重狀態(tài)．3．超重重和失重重的本質質超重和失失重在本本質上并并不是物物體受到到的重力力(實重重)發(fā)生生了變化，而而是物體體在豎直直方向有有加速度度時，物體對對支持物物的壓力力或對懸繩繩的拉力力(視重)發(fā)生了了變化，，即看起起來好了，但實際上物體的重力并沒有發(fā)生變化．D3．(單選)下列關于于超重和和失重的說法中中，正確確的是()A．物體處處于超重重狀態(tài)時時，其重重力增加加了B

C．物體處于超重或者失重狀態(tài)時，其慣性比物體處于靜止狀態(tài)時增加或減小了

D．物體處于超重或者失重狀態(tài)時，其質量和受到的重力都沒有發(fā)生變化解析：不不管是超超重還是是失重，，發(fā)生變變化的是是視重，，而物體體的實際重重力并沒沒有變化化；衡量量物體慣慣性大小小的因素素為物體體的質量，超重重和失重重時物體體的質量量均無變變化，所所以慣性性也未變變化．因此正確確答案為為D.4．(單選)某同學站站在體重計上上，在他重計示數(shù)數(shù)將()DA．始終變變小B．始終變變大C．先變大大，后變變小，最后后等于他他的重力力D．先變小小，后變變大，最最后等于于他的重重力解析：該同學下下蹲過程程中先加加速下降降、后減減速下降降．在加加速下降過過程中，，其加速速度方向向向下，，人處于于失重狀狀態(tài)，體體重計示數(shù)小于于人的重重力；在在減速下下降過程程中，其其加速度度方向向向上，人處于超超重狀態(tài)態(tài)，體重重計示數(shù)數(shù)大于人人的重力力．人最最后蹲在在體重計上靜止止時體重重計示數(shù)數(shù)等于人人的重力力．考點3應用牛頓頓運動定定律的方方法1．正交交分解法法：當物物體的受受力情受力的具體情況和運動情況建立合適的直角坐標系，利用正交分解法來解． 2．整體法和隔離法 解決力學問題時，為解題方便，常將研究對象與其他物體隔離出來進行受力分析，應用相應的定律來分析求解，這種方法稱為隔離法．但有時又要以整體為研究對象(此時要求整體內部有相同的加速度)，然后對整體進行研究，這種方法稱為整體法．整體法和隔離法在解題中往往是交替使用．(1)對對于系統(tǒng)統(tǒng)中各物物體的加加速度都都相同的的連接體體問題，，由于在系統(tǒng)中中將各物物體看成成一個整整體，可可先分析析整體的的受力情情況和運動情況況，然后后根據(jù)牛牛頓第二二定律，，求出整整體所受受外力的的某一未知力或或加速度度．若要要求系統(tǒng)統(tǒng)中兩個個物體間間的作用用力，則則應用隔離法．．將系統(tǒng)統(tǒng)中的一一個物體體從系統(tǒng)統(tǒng)隔離出出來，進進行受力力分析，，然后根據(jù)據(jù)牛頓第第二定律律，求出出相互作作用力中中的某一一個未知知力，這類問題題是整體體法和隔隔離法交交替應用用來解決決的．(2)對對于系統(tǒng)統(tǒng)中各物物體的加加速度各各不相同同，如在在系統(tǒng)中中有一個物體加速運動，另一個物體靜止，且相互作用，這類問題應采用牛頓第二定律和平衡條件聯(lián)立來求解，應用隔離法．通過對某一物體的分析，應用牛頓第二定律(或平衡條件)求出兩物體間的作用力，再過渡到另一物體上，應用平衡條件(或牛頓第二定律)求出最后結果．5．(單選)兩個質量量相同的物體1和和2緊緊靠在在一起放放在光滑滑水平桌面面上，如如圖3－3－－1所所示．如如果它們們分別受受到水平平推力)CF1和F2，且F1＞F2，則1施施于2的的作用力的大大小為(圖3－3－－1圖136．如圖3－3－2所所示，質量量為0.5kg的的物體在與水水平面成30°角的拉拉力F作用下，沿水水平桌面向右右做直線運動動，經過0.5m的距離速度由由0.6m/s變變?yōu)?.4m/s，，已知物體與與桌面間的動動摩擦因數(shù)μ＝0.1，求求作用力F的大?。?g＝10m/s2)圖3－3－－2解：對物體受力分分析，建立直直角坐標系如如圖14.圖14熱點1連接體問題【例1】在2008年北京京殘奧會開幕式上，運動動員手拉繩索索向上攀登，最最終點燃了主主火炬，體現(xiàn)現(xiàn)了殘疾運動動員堅韌不拔拔的意志和自強不不息的精神．．為了探究上上升過程中運運動員與繩索索和吊椅間的作用用，可將過程程簡化．一根根不可伸縮的的輕繩跨過輕輕質的定滑輪，一一端掛一吊椅椅，另一端被被坐在吊椅上上的運動員拉拉住，如圖3－3－3所示示．設運動員員的質量為65kg，，吊椅的質量量為15kg，不計定滑輪與與繩子間的摩摩擦．重力加加速度取g＝10m/s2.當運動員與吊椅一起起正以加速度度a＝1m/s2上升時，試求求：圖3－3－－3(1)運動員員豎直向下拉拉繩的力；(2)運動員員對吊椅的壓壓力．解析：解法一：(1)設運動員受到到繩向上的拉拉力為F，由于跨過定滑輪輪的兩段繩繩子拉力相相等，吊椅椅受到繩的的拉力也是是F.對運動員和吊吊椅整體進進行受力分分析如圖3－3－4甲所示，則則有：2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a甲乙圖3－3－4解得F＝440N由牛頓第三三定律，運運動員豎直直向下拉繩繩的力：F′＝440N(2)設吊椅對運運動員的支支持力為FN，對運動員員進行受力力分析如圖乙所示示，則有：：F＋FN－m人g＝m人aFN＝275N由牛頓第三三定律，運運動員對吊吊椅的壓力力為275N.解法二：設運動員和和吊椅的質質量分別為為M和m；運動員豎豎直向下的拉拉力為F，對吊椅的的壓力大小小為FN.根據(jù)牛頓第第三定律，，繩對運動動員的拉力力大小為F，吊椅對運動員的支支持力為FN.分別以運動動員和吊椅椅為研究對對象，根據(jù)據(jù)牛頓第二定律律①②F＋FN－Mg＝MaF－FN－mg＝ma由①②得F＝440N，F(xiàn)N＝275N.連接體問題題是牛頓第第二定律應應用中的重重點，體現(xiàn)現(xiàn)在多個物體相相對靜止，，一起運動動時，可以以把這些相相對靜止的的物體看做連接體體，連接體體中的每一一部分都具具有相同的的加速度．．同時，有些情況，，比如帶有有滑輪的題題目中，也也可以把連兩個物體具有大小相同的加速度的問題來求解．要點是連接體中，整體的加速度與其中每一個個體的加速度均相同．1．(雙選)(2010年東莞一中模擬)如圖3－3－5所示，A、B兩物體質量量分別為mA、mB，緊靠著放放在光滑水水平面上，，現(xiàn)用水)平力F推A，用FN表示A對B的壓力，以以下判斷正正確的是(A．若mA＝mB，則FN＝FB．若mA＝mB，則FN<FC．若mA>mB，則FN<FD．若mA>mB，則FN>FBC圖3－3－5解析：本題無需計計算，由于于整體與B的加速度相相同，故整整體受的合外外力F一定大于B受的合外力力，故選擇擇B、C.熱點2超重和失重重【例2】(雙選)(廣東六校2011屆高三聯(lián)考考)如圖3－3－6所示，輕質彈彈簧的上端固定在在電梯的天天花板上，，彈簧下端端懸掛一個小鐵球，在在電梯運時的伸長量大了，這一現(xiàn)象表明() 圖3－3－6 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下 D．乘客一定處在超重狀態(tài)BD解析：電梯靜止時時，彈簧的的拉力和小小鐵球所受受重力相等等．現(xiàn)在，彈簧簧的伸長量量變大，則則彈簧的拉拉力變大，，小鐵球的的合力方向向上，，加速度方方向向上，，小鐵球處處于超重狀狀態(tài)．但是是電梯的運動方向向可能向上上也可能向向下，故選選BD.由于超重失失重在現(xiàn)實實生活中常常見，所以以高考比較較注重本部分的的考察．要要注意的是是，超重、、失重只是是兩個現(xiàn)象象，并不能用超重重和失重現(xiàn)現(xiàn)象來直接接解決問題題．解決超超重失重的的問題最終還是利利用牛頓第第二定律的的知識．2．(雙選)(2010年廣東實驗驗中學高三三月考)在最近的校校運會上，體重為m＝50kg的小小維在最后后一次以背背越式成功功地跳過了1.80米米的高度度奪得高三三級跳高冠冠軍，他成成為了我們們心中的偶像像．如果忽略空空氣阻力，，則下列關關于小維跳跳高過程中中的說法正正確的有()ACA．小維下下降過程處處于失重狀狀態(tài)B．小維起起跳以后在在上升過程程處于超重狀態(tài)C．小維起起跳時地面面對他的支支持力大于于他的重力力D．小維起起跳時地面面對他的支支持力小于于他的重力力解析：忽略空氣阻阻力，跳高高過程可以以看成豎直直上拋運動動，全過程具有有向下的加加速度，上上升過程和和下落過程程都處于完完全失重狀態(tài)，故故A正確，B錯誤．跳高高運動員要要從地面跳跳起，必須須具有豎直向向上的加速速度，所以以地面給運運動員的支支持力必須須大于運動員的重重力，故C正確．易錯點：整整體法和隔隔離法的應應用【例1】如圖3－3－7，，m和M保持相對靜靜止，一起起沿傾角為θ的光滑斜面面下滑，則則M和m間的摩擦力力大小是多多少？圖3－3－7錯解分析：：錯解：以m為研究對象象，如圖3－3－8，物體受重力mg、支持力N、摩擦力f，如圖建立立坐標有：：圖3－3－8再以m＋M為研究對象象分析受力力，如圖3－3－9，圖3－3－9(m＋M)g·sinθ＝(M＋m)a③據(jù)式 造成錯解主要是沒有好的解題習慣，只是盲目的模仿，似乎解題步驟不少，但思維沒有跟上．要分析摩擦力就要找接觸面，摩擦力方向一定與接觸面相切，這一步是堵住錯誤的起點．犯以上錯誤的客觀原因是思維定勢，一見斜面就覺得摩擦力應沿斜面方向．歸結還是對物理過程分析不清．正確確解解析析：：因為為m和M保持持相相對對靜靜止止，，所所以以可可以以將將(m＋M)整體體視視為為研研究究對對象象．．受受力力分分析析，，如如圖圖3－3－9，，建建立立坐坐標標，，根根據(jù)據(jù)牛頓頓第第二二定定律律列列方方程程：：x：(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a①解得得a＝gsinθ，方方向向沿沿斜斜面面向向下下．．因為為要要求求m和M間的的相相互互作作用用力力，，再再以以m為研研究究對對象象，，受受力如如圖圖3－3－10.圖3－－3－－10因為為m、M的加加速速度度是是沿沿斜斜面面方方向向，，需需將將其其分分解解為為水水平平方方向和和豎豎直直方方向向，，如如圖圖3－3－11.圖3－－3－－11此題題可可以以視視為為連連接接體體問問題題．．連連接接體體問問題題對對在在解解題題過過程中中選選取取研研究究對對象象很很重重要要．．有有時時以以整整體體為為研研究究對對象象，，有有時時以以單單個物物體體為為研研究究對對象象．．整整體體作作為為研研究究對對象象可可以以將將不不知知道道的的相相互互作作用力力去去掉掉，，單單