《南方新高考高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第3講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《南方新高考高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第3講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用課件（40頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用超重和失重1.超重和失重定義(1)超重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)_物體所受重力的現(xiàn)象.大于(2)失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)_物體所受重力的現(xiàn)象.小于零(3)完全失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)為_的現(xiàn)象.2.發(fā)生超重或失重現(xiàn)象的條件上加速減速(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(yùn)動(dòng)或向下做_運(yùn)動(dòng).(2)發(fā)生失重現(xiàn)象的條件：具有向_的加速度.如物體向上做_運(yùn)動(dòng)或向下做_運(yùn)動(dòng).(3)拓展：運(yùn)動(dòng)在水平和豎直方向正交分解時(shí)，只要加速度具有向上的分量，物體就處于超重狀態(tài)；只要加速度具有向下的分量，物體就處于失重狀態(tài).下減
2、速加速【基礎(chǔ)檢測】(2015 年廣東惠東高級(jí)中學(xué)檢測)小敏隨著十幾個(gè)人一起乘電梯上五樓，走進(jìn)電梯時(shí)電梯沒有顯示超載，但電梯剛啟動(dòng)時(shí)報(bào)警器卻響了起來. 對(duì)這一現(xiàn)象的解釋，下列說法正確的是()A.剛啟動(dòng)時(shí)，物體的加速度向下，人處于超重狀態(tài)B.剛啟動(dòng)時(shí)，人所受的重力變大了C.剛啟動(dòng)時(shí)，人對(duì)電梯底板的壓力大于底板對(duì)人的支持力D.剛啟動(dòng)時(shí)，人對(duì)電梯底板的壓力變大了解析：人隨電梯一起加速上升，電梯剛啟動(dòng)時(shí)報(bào)警器卻響了起來，說明人和電梯的加速度向上，合外力向上，電梯和人處于超重的狀態(tài).所以人對(duì)電梯底板的壓力變大了，故 D 正確.答案：D考點(diǎn) 1 超重和失重 重點(diǎn)歸納1.不論超重、失重或完全失重，物體的重力都
3、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(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，而在于物體具有向上的加速度還是向下的加速度，這也是判斷物體超重或失重的根本所在.3.當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，重力只有使物體產(chǎn)生 ag的加速度效果，不再有其他效果.此時(shí)，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、液體不再產(chǎn)生壓強(qiáng)和浮力等. 典例剖析例 1：(多選)如圖 3-3-1 所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時(shí)的伸長量大了，這一現(xiàn)象表明()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向
4、下D.乘客一定處在超重狀態(tài)圖 3-3-1思維點(diǎn)撥：彈簧的伸長量變大，說明彈簧的彈力變大，從而判斷出小鐵球所受的合外力向上、加速度方向向上.解析：電梯靜止時(shí)，彈簧的拉力和小鐵球所受重力相等.現(xiàn)在，彈簧的伸長量變大，則彈簧的拉力變大，小鐵球所受的合外力方向向上，加速度方向向上，小鐵球處于超重狀態(tài).但電梯可能是加速向上運(yùn)動(dòng)，也可能是減速向下運(yùn)動(dòng).答案：BD備考策略：超重和失重現(xiàn)象是生產(chǎn)和生活中常見的現(xiàn)象，近年高考比較注重對(duì)本部分的考查.解決此類問題的實(shí)質(zhì)是牛頓第二定律的應(yīng)用.注意，判斷物體處于超重或失重狀態(tài)是看加速度方向如何，而不是看速度方向如何.【考點(diǎn)練透】1.(2015 年甘肅一模)將地面上靜止
5、的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，v-t 圖象如圖 3-3-2 所示，以下判斷正確的是()圖 3-3-2A.前 3 s 內(nèi)貨物處于失重狀態(tài)B.最后 2 s 內(nèi)貨物只受重力作用C.前 3 s 內(nèi)平均速度小于最后 2 s 內(nèi)的平均速度D.最后 2 s 的過程中貨物的機(jī)械能增加答案：D2.(2014 年北京卷)應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出.對(duì)此現(xiàn)象分析正確的有()A.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開手的瞬間，物
6、體的加速度大于重力加速度D.在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析：手托物體拋出的過程，必有一段加速過程，其后可以減速，可以勻速，當(dāng)手和物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體既不超重也不失重；當(dāng)手和物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；物體從靜止到運(yùn)動(dòng)，必有一段加速過程，此過程物體處于超重狀態(tài)，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時(shí)物體的加速度等于重力加速度，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；手和物體分離之前速度相同，分離之后手速度的變化量比物體速度的變化量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度，所以選項(xiàng) D 正確.答案：D考點(diǎn) 2 動(dòng)力學(xué)多過程分析對(duì)一個(gè)復(fù)雜的物理過程，我們常常分解成
7、幾個(gè)簡單的有規(guī)律的子過程，并找出子過程之間的相互聯(lián)系和制約條件.認(rèn)清每個(gè)子過程的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，再選取合適的物理規(guī)律，列方程求解. 典例剖析例 2：(2015 年河北正定中學(xué)月考)如圖 3-3-3 所示，一水平傳送帶以 2.0 m/s 的速度順時(shí)針傳動(dòng)，水平部分長為 2.0 m.其右端與一傾角為37的光滑斜面平滑相連，斜面長為 0.4 m，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊無初速度地放在傳送帶最左端，已知物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)0.2, 試問：(1)物塊能否到達(dá)斜面頂端？若能則說明理由，若不能則求出物塊沿斜面上升的最大距離.(2)物塊從出發(fā)到 9.5 s 末通過的路程.(sin 370.6，g 取10 m/s2)
8、圖 3-3-3解：(1)物塊在傳送帶上先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)mgma1所以在到達(dá)傳送帶右端前物塊已勻速物塊以 v0 速度滑上斜面mgsin ma2物塊速度為零時(shí)上升的距離由于 s20.4 m，所以物塊未到達(dá)斜面的最高點(diǎn).(2)物塊從開始到第一次到達(dá)傳送帶右端所用時(shí)間物塊在斜面上往返一次時(shí)間物塊再次滑到傳送帶上速度仍為 v0，方向向左mgma3，a32 m/s2向左端發(fā)生的最大位移備考策略：多過程問題往往是求解整個(gè)過程中的某一個(gè)物理量，可能是力學(xué)量，也可能是運(yùn)動(dòng)學(xué)的量，關(guān)鍵是要對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)過程有比較清晰的分析，畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖，結(jié)合牛頓第二定律建立方程求解.【考點(diǎn)練透】3.如圖 3-3-
9、4 甲所示，光滑水平面上的 O 處有一質(zhì)量為 m2 kg 的物體.物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力的作用，F(xiàn)14 N，方向向右，F(xiàn)2 的方向向左，大小如圖乙所示.物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)開始計(jì)時(shí).求：(1)當(dāng) t0.5 s 時(shí)物體的加速度大小.(2)物體在 t0 至 t2 s 內(nèi)何時(shí)物體的加速度最大？最大值為多少？(3)物體在 t0 至 t2 s 內(nèi)何時(shí)物體的速度最大？最大值為多少？甲乙圖 3-3-4解：(1)當(dāng) t0.5 s 時(shí)，F(xiàn)2(220.5) N3 NF1F2ma(2)物體所受的合外力為F合F1F24(22t)22t(N)作出 F合-t 圖象如圖 D15 所示圖 D15從圖中可以看出，在 02
10、s 范圍內(nèi)，當(dāng) t0 時(shí)，物體有最大加速度 a0F合0ma0畫出 a-t 圖象如圖 D16 所示圖 D16由圖可知 t1 s 時(shí)速度最大，最大值等于上方三角形的面積考點(diǎn) 3 牛頓第二定律與圖象相結(jié)合 重點(diǎn)歸納對(duì)物理圖象分析1.看清坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位，分析圖象與橫、縱軸交點(diǎn)的意義，圖象斜率的意義和圖象與橫、縱軸所圍面積的含義.2.分析圖象問題，常常結(jié)合橫、縱軸物理量間的函數(shù)關(guān)系來進(jìn)行分析. 典例剖析例 3：(2015年吉林摸底)如圖3-3-5甲所示，質(zhì)量為 M1 kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.1，在木板的左端放置一個(gè)質(zhì)量為 m1 kg，大小可忽略的鐵塊，
11、鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.4，g 取 10 m/s2，試求：(1)若木板長 L1 m，在鐵塊上加一個(gè)水平向右的恒力 F8 N，經(jīng)過多長時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端.(2)若在鐵塊上加一個(gè)大小從零開始均勻增加的水平向右的力 F，通過分析和計(jì)算后，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出鐵塊受到木板的摩擦力 f2 隨拉力 F 大小變化的圖象.(設(shè)木板足夠長)甲乙圖 3-3-5設(shè)經(jīng)過時(shí)間 t 鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的右端，則有解得 t1 s.(2)當(dāng) F1(mgMg) 2 N 時(shí)，M、m 相對(duì)靜止且對(duì)地靜止，f2F.設(shè) FF1 時(shí)，M、m 恰保持相對(duì)靜止，此時(shí)系統(tǒng)的加速度 a a22 m/s2以系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有F11
12、(Mm)g (Mm)a解得 F16 N所以，當(dāng) 2 NF6 N 時(shí)，M、m 相對(duì)靜止，系統(tǒng)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度以 M 為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律有f21(Mm)gMa當(dāng) F6 N，M、m 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)， f22mg 4 N故畫出 f2 隨拉力 F 大小變化的圖象如圖 3-3-6 所示.圖 3-3-6【考點(diǎn)練透】4.如圖 3-3-7 甲所示，質(zhì)量為 m1 kg 的物體置于傾角為 37的固定斜面上(斜面足夠長)，對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力 F，作用時(shí)間 t11 s 時(shí)撤去力 F，物體運(yùn)動(dòng)的部分 v-t 圖象如圖乙所示，設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g10 m/s2.求：(1
13、)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(2)拉力 F 的大小.(3)t4 s 時(shí)物體的速度.甲乙圖 3-3-7解：(1)根據(jù) v-t 圖線知，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的大小a120 m/s2 根據(jù)牛頓第二定律得 Fmgcos mgsin ma1勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的大小 a210 m/s2根據(jù)牛頓第二定律得 mgsin mgcos ma2解得 F30 N，0.5.(2)由(1)知，F(xiàn)30 N.(3)在物體運(yùn)動(dòng)過程中，設(shè)撤去力 F 后物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為 t2v1a2t2解得 t22 s則物體沿斜面下滑的時(shí)間為 t3tt1t2 1 s設(shè)下滑加速度為 a3，由牛頓第二定律得mgsin mgcos ma3
14、解得 a32 m/s2所以 t4 s 時(shí)物體的速度 va3t3 21 m/s2 m/s，方向沿斜面向下.模型 連接體模型1.連接體概述兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體以輕繩、輕桿和輕彈簧等連接在一起，或是多個(gè)物體直接疊放或是并排在一起的物體系統(tǒng)就是連接體.如圖 3-3-8 所示.圖 3-3-82.問題分類(1)已知外力求內(nèi)力(先整體后隔離)如果已知連接體在合外力的作用下一起運(yùn)動(dòng)，可以先把連接體系統(tǒng)作為一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律求出它們共同的加速度；再隔離其中的一個(gè)物體，求相互作用力.(2)已知內(nèi)力求外力(先隔離后整體)如果已知連接體物體間的相互作用力，可以先隔離其中一個(gè)物體，根據(jù)牛頓第二定律求出它們共同的
15、加速度，再把連接體系統(tǒng)看成一個(gè)整體，求解外力的大小.例 4：(多選)如圖 3-3-9 所示，水平地面上兩個(gè)完全相同的物體 A 和 B 緊靠在一起，在水平推力 F 的作用下運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)AB 代表 A、B 間的作用力，則()圖 3-3-9審題突破：物體 A、B 在力 F 的作用下一起向右加速運(yùn)動(dòng)，具有相同的加速度，故先用整體法求解運(yùn)動(dòng)的加速度，再用隔離法求解它們之間的作用力.解析：設(shè)物體的質(zhì)量為 m，且與地面間有摩擦.A、B 加速度相同，以整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得F2mg2ma答案：BD輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì)，繩子不可伸長，如果m M，求：【觸類旁通】(2015 年江蘇無錫期中)如圖 3-3
16、-10 所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.繩子兩端的物體下落(上升)的加速度總是小于自由落體的加速度 g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費(fèi)的時(shí)間要長，這使得實(shí)驗(yàn)者有足夠的時(shí)間從容地觀測和研究.已知物體 A、B 的質(zhì)量相等，均為 M，物體 C 的質(zhì)量為 m，14(1)物體 B 從靜止開始下落一段距離的時(shí)間與其自由落體下落同樣的距離所用時(shí)間的比值.(2)系統(tǒng)由靜止釋放后運(yùn)動(dòng)過程中物體 C 對(duì) B 的拉力.圖 3-3-10解：(1)設(shè)物體的加速度為 a，繩子中的張力為 F，對(duì)物體A，有 FMgMa對(duì) BC 整體，有(Mm)gF(Mm)a
南方新高考高考物理大一輪復(fù)習(xí) 專題三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第3講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的運(yùn)用課件
