10_三輪知識掃描_牛頓第三定律和連接體問題

1、高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家新課標(biāo)人教版高三物理三輪知識掃描第四章牛頓第三定律和連接體問題一考點(diǎn)聚焦牛頓定律的應(yīng)用 II超重和失重 I二知識掃描1 牛頓第三定律作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在一條直線上，且同時產(chǎn)生、同時消失，力的性質(zhì)又相同。一對作用力和反作用力與一對平衡力雖都是等大反向，但作用力和反作用力受力對象為兩個物體，而平衡力則為一個物體；效果上作用力和反作用力各有各的效果，而平衡力則只有使物體平衡的效果；作用力反作用力的性質(zhì)必定相同，而平衡力的性質(zhì)則不一定相同。2 超重和失重超重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力的情況。當(dāng)物體具有向上的加速度

2、時（加速上升或減速下降）呈現(xiàn)超重現(xiàn)象。失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力的情況。當(dāng)物體具有向下的加速度時（加速下降或減速上升）呈現(xiàn)失重現(xiàn)象。物體處于超重或失重狀態(tài)（包括完全失重）時，地球作用于物體的重力始終存在，大小也沒有發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生變化，即物體的視重有了變化。3加速度相同的連接體問題的處理方法：由于物體的加速度相同，則可將所有物體作為一個系統(tǒng)來考慮，整體運(yùn)用牛頓第二定律。如還要求連接體內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力時，則應(yīng)把物體隔離，對單個物體根據(jù)牛頓運(yùn)動定律列式。 F（´10-3N）O 2 4 6 8 t/s圖3-3

3、-1123三好題精析例一電梯地板上有一個質(zhì)量為200kg的物體，它對地面的壓力隨時間變化的圖象如圖3-3-1所示，則電梯從靜止開始向上運(yùn)動，在7s內(nèi)上升的高度為多少？ v/ms-1o 1 2 3 4 5 6 7 t/s圖3-3-2析與解：本例可通過臺秤示數(shù)（即示重）判斷出物體在三個運(yùn)動階段的運(yùn)動情況，再根據(jù)動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的關(guān)系求三個階段上升的總高度。也可以根據(jù)物體的Ft圖，作出對應(yīng)的vt圖象，再根據(jù)面積求物體上升的高度。10 02s內(nèi)物體的示重大于物體的重力，且起動初速度為零，則物體向上加速運(yùn)動的加速度為a1=(F-mg)/m=5m/s2；2s末速度v=at=5´2=10m/s；25

4、Sm內(nèi)作勻速運(yùn)動；57s內(nèi)作勻減速運(yùn)動，加速度a2=-5m/s2，作出相應(yīng)的v-t圖象，則在7s內(nèi)物體上升的高度h=m圖3-3-3點(diǎn)評：以圖象作為已知信息，來研究物體的運(yùn)動，首先要還原物體的運(yùn)動圖景，即物體運(yùn)動的裝置圖及受力分析和運(yùn)動情況分析。繼而抽象出物體的運(yùn)動模型。本例中通過超重和失重獲得物體的受力及運(yùn)動的信息，是建立物理問題的重要方面。例二如圖3-3-3所示，一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定豎直桿，在桿上套一個環(huán)，箱的桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，已知環(huán)沿桿以加速度a下滑，則此時箱對地面的壓力是：A（m+M）g B（m-M）g C（m+M）g-ma D（m+M）g+ma析與解：此例為物

5、體系的一部分加速運(yùn)動，而造成整體箱體整體對地面壓力減小，我們可以用定性的方法分析和判定此例的解。如果不發(fā)生超重或失重現(xiàn)象，則箱體對地面的壓力為N=（m+M）g，由于物體m加速向下運(yùn)動，故會發(fā)生失重現(xiàn)象，因此N<（m+M）g，則答案AD可排除，而失重是由加速向下運(yùn)動所引起的，因此箱體的視重應(yīng)與加速度有關(guān)，故答案C正確。vA圖3-3-4點(diǎn)評：對于一個物體系而言論，系統(tǒng)的一部分若存在加速運(yùn)動，則會引起整體對支持物作用力的變化。這種類型問題，用超重和失重的思路，來等效地解決問題，是一個巧妙的思路。例三如圖3-3-4所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在摩擦因數(shù)為m的水平地面上做勻減速運(yùn)動，

6、（不計(jì)其它外力及空氣阻力），則其中一個質(zhì)量為m的土豆A受其它土豆對它的總作用力大小應(yīng)是Amg BmmgmgmaF總圖3-3-5Cmg Dmg析與解：像本例這種物體系的各部分具有相同加速度的問題，我們可以視其為整體，求關(guān)鍵信息，如加速度，再根據(jù)題設(shè)要求，求物體系內(nèi)部的各部分相互作用力。選所有土豆和箱子構(gòu)成的整體為研究對象，其受重力、地面支持力和摩擦力而作減速運(yùn)動，且由摩擦力提供加速度，則有mmg=ma，a=mg。而單一土豆A的受其它土豆的作用力無法一一明示，但題目只要求解其總作用力，因此可以用等效合力替代，它的受力分析如圖3-3-5所示，由矢量合成法則，得F總=因此答案C正確。點(diǎn)評：整體法與隔離

7、法交替使用，是解決這種加速度相同的物體系物體運(yùn)動的一般方法。而整體法主要是用來求解物體系受外部作用力或整體加速度，隔離法則主要是用來求系統(tǒng)內(nèi)各部分的相互作用力。ABO例四：托盤A托著質(zhì)量為m的重物B，B掛在勁度系數(shù)為k的彈簧下端，彈簧的上端懸掛于O點(diǎn)，開始時彈簧豎直且為原長，今讓托盤A豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動，其加速度為a，求經(jīng)過多長時間，A與B開始分離（a<g）。析與解：圖3-3-6物體m向下做勻加速直線運(yùn)動，彈力變大，托盤對物體的支持力變小，物體與托盤分離與否的臨界條件是，托盤A對物體B的支持力為零。A、B剛要分離時臨界狀態(tài)下，由于支持力為零，B只有向下的重力和向上的彈簧彈力。

8、根據(jù)牛頓第二定律，有mg-kx=ma，a=（mg-kx）/m而物體作勻加速運(yùn)動，又有，將x代入，即可解得：點(diǎn)評：臨界問題是物體在運(yùn)動過程中，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生突變的問題，其往往是以物體受力發(fā)生突變?yōu)槠湓虻?，而臨界問題又常是隱含性問題，因此對分析能力和解決問題的能力的考察有很好的作用。A BO圖3-3-7例五鮮蛋儲運(yùn)箱中放有光滑的塑料蛋托架，架上有整齊排列的卵圓形凹槽的截面為圓形如圖3-3-7所示，圖中O為圓心，A、B兩點(diǎn)為水平槽口，a角為半徑OA與水平線AB的夾角，已知汽車與柏油馬路的動摩擦因數(shù)為m，當(dāng)運(yùn)蛋的汽車緊急剎車時，為避免蛋從槽中滾出，圖中a角應(yīng)為多少？析與解：選擇汽車整體為研究對象，其在摩擦力的作用下作減速運(yùn)動的加速度為mmg=ma，a=mg。再選一個鮮蛋為對象，其受力如圖3-3-8所示，則為使鮮蛋不在運(yùn)輸中滾出，