浙江2018屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動定律第3節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用教師用書.docx

第3節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用考點一| 動力學(xué)兩類基本問題1已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動情況解這類題目，一般是應(yīng)用牛頓第二定律求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件，應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式，求出物體的運(yùn)動情況2已知物體的運(yùn)動情況，求解物體的受力情況解這類題目，一般是應(yīng)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，再應(yīng)用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進(jìn)而求出物體所受的某個力3解決兩類基本問題的方法以加速度為“橋梁”，由運(yùn)動學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：(2016浙江10月學(xué)考)在某段平直的鐵路上，一列以324 km/h高速行駛的列車某時刻開始勻減速行駛，5 min后恰好停在某車站，并在該站停留4 min，隨后勻加速駛離車站，經(jīng)8.1 km后恢復(fù)到原速324 km/h.圖331 (1)求列車減速時的加速度大??；(2)若該列車總質(zhì)量為8.0105 kg，所受阻力恒為車重的0.1倍，求列車駛離車站加速過程中牽引力的大小；(3)求列車從開始減速到恢復(fù)原速這段時間內(nèi)的平均速度的大小【解析】由題意作vt圖，如圖(1)324 km/h90 m/s，可得a1 m/s20.3 m/s2所以減速時加速度的大小為0.3 m/s2.(2)根據(jù)牛頓第二定律，得FFfma2Ffkmg0.1 mg加速階段加速度a2 m/s20.5 m/s2將代入，得FFfma2m(kga2)8.0105(0.1100.5) N1.2106 N所以列車駛離車站加速過程中牽引力大小為1.2106 N.(3)減速階段位移x1v0ta1t290300 m(0.3)3002 m13 500 m總位移xx1x2(13 5008 100)m21 600 m加速階段時間t3 s180 s所以平均速度v m/s30 m/s.【答案】(1)0.3 m/s2(2)1.2106 N(3)30 m/s1解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)兩類分析物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析；(2)一個“橋梁”物體運(yùn)動的加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁2兩類動力學(xué)問題的解題步驟3解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法(1)合成法在物體受力個數(shù)較少(2個或3個)時一般采用“合成法”；(2)正交分解法若物體的受力個數(shù)較多(3個或3個以上)，則采用“正交分解法”1靜止在光滑水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg，在水平恒力F推動下開始運(yùn)動，4 s末它的速度達(dá)到4 m/s，則F的大小為() 【導(dǎo)學(xué)號：81370112】A2 NB1 NC4 ND8 NA在水平恒力F推動下物體做勻加速直線運(yùn)動的加速度為a m/s21 m/s2.由牛頓第二定律得Fma21 N2 N2(2017海寧模擬)在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)剎車線是指汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為()A7 m/sB10 m/sC14 m/sD20 m/sC設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得mgma，所以ag，由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律得v2ax，故汽車剎車前的速度為v014 m/s，選項C正確3圖332甲是1996年在地球上空測定火箭組質(zhì)量的實驗情景，其實驗原理如圖乙所示實驗時，用質(zhì)量m3 400 kg的雙子星號宇宙飛船去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組M(發(fā)動機(jī)已熄火)接觸后，開動飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速推進(jìn)器的平均推力F895 N，推進(jìn)器開動時間為7 s，測出飛船和火箭組的速度變化是0.91 m/s，用這種方法測出火箭組的質(zhì)量計為M1，而發(fā)射前科學(xué)家在地面上已測出該火箭組的質(zhì)量M23 660 kg，則最接近() 【導(dǎo)學(xué)號：81370113】圖332A0.5%B5% C10%D20%B飛船與火箭組一起加速，a，可得M13 485 kg，則0.048，故選B.4(2017金華十校調(diào)研)行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害，人們設(shè)計了安全帶假定乘客質(zhì)量為70 kg，汽車車速為90 km/h，從踩下剎車到車完全停止需要的時間為5 s，安全帶對乘客的作用力大小約為(不計人與座椅間的摩擦)()A450 NB400 NC350 ND300 NC汽車的速度v090 km/h25 m/s設(shè)汽車勻減速的加速度大小為a，則a5 m/s2對乘客應(yīng)用牛頓第二定律可得：Fma705 N350 N，所以C正確5(加試要求)如圖333所示，質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，在時間t內(nèi)前進(jìn)的距離為x.耙地時，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻力恒定，連接桿質(zhì)量不計且與水平面的夾角保持不變求：圖333(1)拖拉機(jī)的加速度大??；(2)拖拉機(jī)對連接桿的拉力大小. 【導(dǎo)學(xué)號：81370114】【解析】(1)拖拉機(jī)在時間t內(nèi)勻加速前進(jìn)x，根據(jù)位移公式xat2變形得a.(2)拖拉機(jī)受到牽引力、地面支持力、重力、地面阻力和連接桿的拉力FT，根據(jù)牛頓第二定律MaFkMgFTcos 聯(lián)立變形得FTFM(kg)根據(jù)牛頓第三定律，拖拉機(jī)對連接桿的作用力為FTFTFM(kg)【答案】(1) (2)FM(kg)考點二| 超重與失重現(xiàn)象1超重：(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度2失重：(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度3盡管物體的加速度不在豎直方向，但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)4物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma.1下列情景中屬于超重現(xiàn)象的是()D汽車過拱橋最高點時，加速度豎直向下，汽車處于失重狀態(tài)，選項A錯誤；載人航天器在太空中的運(yùn)動，重力完全提供向心力，載人航天器處于完全失重狀態(tài)，選項B錯誤；人站在體重計上突然下蹲的瞬間，加速度向下，人處于失重狀態(tài)，選項C錯誤；電梯中的人隨電梯向上加速運(yùn)動，加速度向上，人處于超重狀態(tài)，選項D正確2(2017建德調(diào)研)關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是()A超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了B物體做自由落體運(yùn)動時處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運(yùn)動的物體不受重力作用C物體具有向上的速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時處于失重狀態(tài)D物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化D物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，超重和失重并非物體的重力發(fā)生變化，而是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，綜上所述，A、B、C均錯誤，D正確3小明站在電梯里，當(dāng)電梯以加速度5 m/s2加速下降時，小明受到的支持力()A小于重力，但不為零B大于重力C等于重力D等于零A由牛頓第二定律結(jié)合受力分析可知支持力小于重力，但不為零；或者由超重、失重的知識可知，當(dāng)物體有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，壓力(或支持力)小于重力選項A正確4(2017蘭溪模擬)某同學(xué)背著書包坐豎直升降的電梯，當(dāng)感覺到背的書包變“輕”時，電梯可能在() 【導(dǎo)學(xué)號：81370115】A勻速下降B勻速上升C加速下降D加速上升C感覺到背的書包變“輕”說明此時書包處于失重狀態(tài)，有向下的加速度，物體可能減速上升或加速下降選C.5.如圖334是我國長征火箭把載人神舟飛船送上太空的情景宇航員在火箭發(fā)射與飛船回收的過程中均要經(jīng)受超重或失重的考驗，下列說法正確的是()圖334A火箭加速上升時，宇航員處于失重狀態(tài)B火箭加速上升時，宇航員處于超重狀態(tài)C飛船加速下落時，宇航員處于超重狀態(tài)D飛船落地前減速時，宇航員對座椅的壓力小于其重力B火箭加速上升過程中加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，A錯誤，B正確；飛船加速下落時加速度方向向下，宇航員處于失重狀態(tài)，C錯誤；飛船減速下落，加速度方向向上，宇航員處于超重狀態(tài)，宇航員對座椅的壓力大于其重力，D錯誤考點三| 動力學(xué)中的連接體問題1整體法當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的加速度相同時，可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，分析其受力和運(yùn)動情況，運(yùn)用牛頓第二定律對整體列方程求解的方法2隔離法當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力時，常把某個物體從系統(tǒng)中隔離出來，分析其受力和運(yùn)動情況，再用牛頓第二定律對隔離出來的物體列方程求解的方法3外力和內(nèi)力(加試要求)如果以物體系統(tǒng)為研究對象，受到系統(tǒng)之外的物體的作用力，這些力是該系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為內(nèi)力應(yīng)用牛頓第二定律列方程時不考慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來作為研究對象，則內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的外力選擇研究對象是解決物理問題的首要環(huán)節(jié)在很多物理問題中，研究對象的選擇方案是多樣的，研究對象的選取方法不同會影響求解的繁簡程度合理選擇研究對象會使問題簡化，反之，會使問題復(fù)雜化，甚至使問題無法解決隔離法與整體法都是物理解題的基本方法1隔離法就是將研究對象從其周圍的環(huán)境中隔離出來單獨進(jìn)行研究，這個研究對象可以是一個物體，也可以是物體的一個部分，整體法是將幾個物體看作一個整體，隔離法和整體法看上去相互對立但兩者在本質(zhì)上是統(tǒng)一的，因為將幾個物體看作一個整體之后，還是要將它們與周圍的環(huán)境隔離開來的2對于連結(jié)體問題，需要我們靈活選用隔離法和整體法如果能夠運(yùn)用整體法，我們應(yīng)該優(yōu)先采用整體法，這樣涉及的研究對象少，未知量少，方程少，求解簡便；不計物體間相互作用的內(nèi)力，或物體系內(nèi)的物體的運(yùn)動狀態(tài)相同，一般首先考慮整體法對于大多數(shù)動力學(xué)問題，單純采用整體法并不一定能解決，通常采用整體法與隔離法相結(jié)合的方法3當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度時，應(yīng)先把這個系統(tǒng)當(dāng)作一個整體(即看成一個質(zhì)點)，分析受到的外力及運(yùn)動情況，利用牛頓第二定律求出加速度如若要求系統(tǒng)內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力，則把物體隔離，對某個物體單獨進(jìn)行受力分析，再利用牛頓第二定律對該物體列式求解隔離物體時應(yīng)對受力少的物體進(jìn)行隔離比較方便隔離法和整體法是互相依存、互相補(bǔ)充的，兩種方法配合交替使用，常能更有效地解決問題1.兩個物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑水平面上，如圖335所示，對物體A施以水平的推力F，則物體A對物體B的作用力等于() 圖335【導(dǎo)學(xué)號：81370116】A.FB.FCFD.FB以A、B兩物體為一整體，應(yīng)用牛頓第二定律可得：F(m1m2)a，設(shè)A對B的作用力為N，對B應(yīng)用牛頓第二定律可得：Nm2a，以上兩式聯(lián)立可得：NF，B正確2(2017江山模擬)如圖336所示，在光滑水平面上有甲、乙兩木塊，質(zhì)量分別為m1和m2，中間用一原長為L、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接起來，現(xiàn)用一水平力F向左推木塊乙，當(dāng)兩木塊一起勻加速運(yùn)動時，兩木塊之間的距離是()圖336ALBLCLDLB對兩木塊整體進(jìn)行分析，應(yīng)用牛頓第二定律，可得F(m1m2)a，然后再隔離甲，同理可得Fm1a，其中Fk(LL)，解得兩木塊之間距離LL，故選B.3.如圖337所示，兩物體A、B質(zhì)量相等，相互接觸放在光滑水平面上，對物體A施以水平向右推力F1，同時對B施加水平向左推力F2，且F1F2，則物體B對物體A的作用力大小是() 圖337【導(dǎo)學(xué)號：81370117】A.B.C.D.BA在水平方向受到B對它的作用力和推力F1，由牛頓第二定律，對A、B系統(tǒng)有a，對A有F1FBma，解得FB，B正確4.質(zhì)量均為5 kg的物塊1、2放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧秤相連，如圖338所示，今對物塊1、2分別施以方向相反的水平力F1、F2，且F120 N、F210 N，則彈簧秤的示數(shù)為()圖338A30 NB15 NC20 ND10 NB設(shè)兩物塊的質(zhì)