高考物理復習第03章牛頓運動定律第3講牛頓運動定律的應用-超重和失重連接體市賽課公開課一等獎省名師

牛頓運動定律第三章第三講牛頓運動定律應用

——超重和失重連接體1/5502關鍵考點·探究突破03模擬演練·穩(wěn)基提能欄目導航01基礎再現(xiàn)·雙基落實04課后回顧·高效練習2/5501基礎再現(xiàn)·雙基落實1.超重(1)定義：物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?________物體所受重力現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體含有________加速度．大于一超重和失重

向上3/552．失重(1)定義：物體對支持物壓力(或?qū)覓煳锢?________物體所受重力現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體含有________加速度．3．完全失重(1)定義：物體對支持物壓力(或?qū)ωQ直懸掛物拉力)__________現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體加速度a＝______，方向豎直向下．小于向下等于零g

4/555/55提醒：①勻加速上升時FN－mg＝ma，F(xiàn)N＝600N勻減速上升時mg－FN′＝ma，F(xiàn)N′＝400N②勻加速下降時：mg－FN＝ma，F(xiàn)N＝400N勻減速下降時：FN′－mg＝ma，F(xiàn)N′＝600N③物體含有向上加速度(加速上升或減速下降)發(fā)生超重現(xiàn)象；物體含有向下加速度(加速下降或減速上升)發(fā)生失重現(xiàn)象.6/551.兩個或兩個以上物體相互連接參加運動系統(tǒng)稱為__________．2．對加速度相同連接體求解普通方法：整體法求__________，隔離法求物體間______________.兩種方法相互配合交替應用，常能更有效地處理相關連接體問題．連接體二連接體

加速度相互作用力7/55②若用水平力F推B，則A、B間相互作用力FN大小是多少？8/55③若A、B質(zhì)量相同，如圖所表示．假如它們分別受到水平推力F1和F2，且F1＞F2，則A施于B作用力大小是多少？9/551.若題目中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語，常為臨界問題．處理臨界問題普通用極端分析法，即把問題推向極端，分析在極端情況下可能出現(xiàn)狀態(tài)和滿足條件，應用物理規(guī)律列出在極端情況下方程，從而找出臨界條件．2．幾個經(jīng)典臨界和極值問題①接觸與脫離臨界條件：兩物體相接觸或脫離臨界條件是彈力FN＝0．②相對靜止或相對滑動臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，相對靜止或相對滑動臨界條件為靜摩擦力到達最大值或為零．③繩子斷裂與松弛臨界條件：繩子所能承受張力是有限，繩子斷與不停臨界條件是張力等于它所能承受最大張力，繩子松弛臨界條件是FT＝0．三臨界和極值問題

10/553．一有固定斜面小車在水平面上做直線運動，小球經(jīng)過細繩與車頂相連．小球某時刻正處于如圖所表示狀態(tài)．設斜面對小球支持力為FN，細繩對小球拉力為FT．①小車怎樣運動，可使FN＝0?②小車怎樣運動，可使FT＝0?提醒：①小車向右加速或向左減速運動時，可使FN＝0．②小車向左加速或向右減速運動時，可得FT＝011/554．如圖，質(zhì)量mA＝4kg和mB＝2kg物體疊放在一起放在光滑水平面上，A、B間滑動摩擦因數(shù)μ＝0.2.現(xiàn)對B施加一水平力F，要使A、B不發(fā)生相對滑動，F(xiàn)最大值是多少？若把水平力作用在A上呢？提醒：F作用在B上時，F(xiàn)＝(mA＋mB)a，對A：μmAg＝mAa.解得F＝12N．若F作用在A上，F(xiàn)′＝(mA＋mB)a′，對B：μmAg＝mBa′.解得F′＝6N．12/551．判斷正誤(1)加速上升物體處于超重狀態(tài)．()(2)物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生改變．()(3)依據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，能夠判斷物體運動速度方向．()(4)物體處于超重或失重狀態(tài)，完全由物體加速度方向決定，與速度方向無關．()(5)整體法和隔離法是指選取研究對象方法．()答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√13/552．(人教必修2P89第2題改編)金屬小桶側(cè)面有一小孔A，當桶內(nèi)盛水時，水會從小孔A中流出，假如讓裝滿水小桶自由下落，不計空氣阻力，則在小桶自由下落過程中()A．水繼續(xù)以相同速度從小孔中噴出B．水不再從小孔噴出C．水將以更大速度噴出D．水將以較小速度噴出答案：B14/553．試驗小組利用DIS系統(tǒng)(數(shù)字化信息試驗系統(tǒng))，觀察超重和失重現(xiàn)象．他們在學校電梯房內(nèi)做試驗，在電梯天花板上固定一個壓力傳感器，測量掛鉤向下，并在鉤上懸掛一個重為10N鉤碼，在電梯運動過程中，計算機顯示器上出現(xiàn)如圖所表示圖線，依據(jù)圖線分析可知以下說法正確是()15/55A．從時刻t1到t2，鉤碼處于失重狀態(tài)，從時刻t3到t4，鉤碼處于超重狀態(tài)B．t1到t2時間內(nèi)，電梯一定在向下運動，t3到t4時間內(nèi)，電梯可能正在向上運動C．t1到t4時間內(nèi)，電梯可能先加速向下，接著勻速向下，再減速向下D．t1到t4時間內(nèi)，電梯可能先加速向上，接著勻速向上，再減速向上答案：AC16/55答案：BD17/55

判斷超重和失重方法02關鍵考點·探究突破考點一超重和失重

從受力角度判斷當物體所受向上拉力(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)從加速度角度判斷當物體含有向上加速度時，物體處于超重狀態(tài)；含有向下加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài)從速度改變角度判斷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18/55 (多項選擇)如圖所表示，木箱內(nèi)有一豎直放置彈簧，彈簧上方有一物塊，木箱靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上．若在某一段時間內(nèi)，物塊對箱頂剛好無壓力，則在此段時間內(nèi)，木箱運動狀態(tài)可能為()A．加速下降 B．加速上升C．減速上升 D．減速下降BD解析：木箱靜止時物塊對箱頂有壓力，則物塊受到箱頂向下壓力．當物塊對箱頂剛好無壓力時，表明系統(tǒng)處于超重狀態(tài)，有向上加速度，屬于超重，木箱運動狀態(tài)可能為加速上升或減速下降，選項BD正確．19/55對超重和失重現(xiàn)象分析，應屬牛頓運動定律應用．變，只是對支持物壓力變了，而物體重力是不變．20/55 如圖，一金屬塊被壓縮彈簧卡在矩形箱子頂部，在箱子上頂板和下底板上分別裝有壓力傳感器，當箱子靜止時，上、下兩只壓力傳感器示數(shù)分別為6N和10N，則當箱子自由下落時，上、下兩只傳感器示數(shù)分別是()A．10N

10N B．6N

10NC．0

0 D．6N

6NA21/55解析：設上、下兩只壓力傳感器示數(shù)分別為F1、F2對m：mg＋F1－F2＝0，解得m＝0.4kg．當箱子自由下落時，彈簧長度不變，則下底傳感器示數(shù)F2′＝F2＝10N，此時F1′＋mg－F2′＝ma＝mg，則F1′＝10N．22/551．(·南京、鹽城一模)(多項選擇)如圖所表示，蹦床運動員從空中落到床面上，運動員從接觸床面下降到最低點為第一過程，從最低點上升到離開床面為第二過程，運動員()A．在第一過程中一直處于失重狀態(tài)B．在第二過程中一直處于超重狀態(tài)C．在第一過程中先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)D．在第二過程中先處于超重狀態(tài)，后處于失重狀態(tài)CD23/55解析：運動員剛接觸床面時，重力大于彈力，運動員向下做加速運動，運動員處于失重狀態(tài)；當彈力增大到等于重力時速度最大；繼續(xù)下降，彈力大于重力，做減速運動，運動員處于超重狀態(tài)．即在第一過程中先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，選項A錯誤，C正確．在第二過程中先向上加速運動，處于超重狀態(tài)，后減速向上運動，處于失重狀態(tài)，選項B錯誤，D正確．24/552．(·渭南質(zhì)檢)(多項選擇)彈簧測力計掛在升降機頂板上，下端掛一質(zhì)量為2kg物體．當升降機在豎直方向運動時，彈簧測力計示數(shù)一直是16N．假如從升降機速度大小為3m/s時開始計時，則經(jīng)過1s．升降機位移大小可能是(g取10m/s2)()A．3m B．5m C．2m D．4mCD25/55考點二連接體問題

1.連接體問題類型物物連接體、輕桿連接體、彈簧連接體、輕繩連接體．2．整體法選取標準若連接體內(nèi)各物體含有相同加速度，且不需要求物體之間作用力，能夠把它們看成一個整體，分析整體受到合外力．應用牛頓第二定律求出加速度(或其它未知量)．26/553．隔離法選取標準若連接體內(nèi)各物體加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應用牛頓第二定律列方程求解．4．整體法、隔離法交替利用若連接體內(nèi)各物體含有相同加速度，且要求物體之間作用力時，普通采取“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”．27/55BC28/55正確地選取研究對象是解題首要步驟，搞清各物體之間哪些屬于連接體，哪些物體應該單獨分析，并分別確定出它們加速度，然后依據(jù)牛頓運動定律列方程求解．29/55

(·安徽六安一中月考)如圖所表示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四個木塊，其中M、P質(zhì)量均為m，N、Q質(zhì)量均為2m，M、P之間用一輕質(zhì)彈簧相連，現(xiàn)用水平拉力F拉N，使四個木塊以同一加速度a向右運動，則在突然撤去F瞬間，以下說法正確是()D30/5531/55

(·泰州期末)(多項選擇)如圖所表示，在光滑平面上有一靜止小車，小車質(zhì)量為M＝5kg，小車上靜止地放置著質(zhì)量為m＝1kg木塊，木塊和小車間動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，用水平恒力F拉動小車，以下關于木塊加速度am和小車加速度aM，可能正確有()A．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝1m/s2 B．a(chǎn)m＝1m/s2，aM＝2m/s2C．a(chǎn)m＝2m/s2，aM＝4m/s2 D．a(chǎn)m＝3m/s2，aM＝5m/s2AC32/55解析：隔離木塊，分析受力，木塊和小車恰不發(fā)生相對滑動時，它們有相同加速度由牛頓第二定律有μmg＝mam，解得am＝2m/s2.木塊和小車不發(fā)生相對滑動時，二者加速度相等，木塊和小車發(fā)生相對滑動時，am＝2m/s2，小車加速度aM為大于2m/s2任意值．可能正確是A和C．33/55 如圖所表示，木塊A質(zhì)量為1kg，木塊B質(zhì)量為2kg，疊放在水平地面上，A、B間最大靜摩擦力為1N，B與地面間動摩擦因數(shù)為0.1，用水平力F推B，要想讓A、B保持相對靜止，F(xiàn)大小可能是()A．1N B．4NC．9N D．12NAB34/5535/55A36/5537/55BD38/55解析：若兩物塊仍處于靜止狀態(tài)，經(jīng)過受力分析可知，甲圖中AB間存在摩擦力，乙圖中AB間不存在摩擦力，故A錯誤；若地面光滑，AB兩物體發(fā)生相對滑動，AB間摩擦力為滑動摩擦力時，此時甲乙兩圖中f相同，故B正確；若兩物塊處于勻速運動狀態(tài)，經(jīng)過受力分析可知，甲圖中AB間存在摩擦力，乙圖中AB間不存在摩擦力，故C錯誤；兩物塊做加速運動，若地面光滑，則甲乙兩個整體加速度相等，對甲中B：f甲AB＝mBa；對乙中A：f乙AB＝mAa；當mA＝mB時，f乙AB＝f甲AB，則甲、乙兩圖中f大小可能相等，選項D正確；故選BD．39/5540/55A41/5542/551.“四種”經(jīng)典臨界條件(1)相對滑動臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動臨界條件是：靜摩擦力到達最大值．(2)繩子斷裂與松弛臨界條件：繩子所能承受張力是有程度，繩子斷與不停臨界條件是繩中張力等于它所能承受最大張力，繩子松弛與拉緊臨界條件是：FT＝0．(3)加速度改變時，速度到達最值臨界條件：當加速度變?yōu)?時．考點三動力學中臨界極值問題43/552．“四種”經(jīng)典數(shù)學方法(1)三角函數(shù)法；(2)依據(jù)臨界條件列不等式法；(3)利用二次函數(shù)判別式法；(4)極限法．44/55

(·松江模擬)如圖所表示，粗糙水平面上放置一個小物塊，在力F作用下沿水平面向右加速運動。在保持力F大小不變情況下，發(fā)覺當F水平向右或與水平面成60°夾角斜向上時，物塊加速度相同．求：