【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習 第3章第三節(jié) 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用課件 大綱人教

第三節(jié)牛頓運動定律的綜合應(yīng)用

課堂互動講練經(jīng)典題型探究第三節(jié)牛頓運動定律的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識梳理知能優(yōu)化演練一、超重和失重1．超重(1)物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)_____物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有_____的加速度．2．失重(1)物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力)_____物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有_____的加速度．基礎(chǔ)知識梳理大于向上小于向下3．完全失重物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)_____的情況稱為完全失重現(xiàn)象．4．視重當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為視重．視重大小等于秤所受的拉力或壓力．為零特別提示：(1)物體超重或失重時，所受重力并沒有變化．(2)物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，與物體的速度沒有關(guān)系．二、整體法與隔離法1．整體法當系統(tǒng)中各物體的_______相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的_________，當整體受到的外力已知時，可用_____________求出整體的加速度．2．隔離法從研究的方便出發(fā)，當求解系統(tǒng)內(nèi)物體間___________時，常把物體從系統(tǒng)中“_____”出來，進行分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程．加速度質(zhì)量之和牛頓第二定律相互作用力隔離3．外力和內(nèi)力如果以物體系統(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______，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為______．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______將轉(zhuǎn)換為隔離體的______．外力內(nèi)力內(nèi)力外力一、對超重和失重的理解1．當物體處于超重和失重狀態(tài)時，物體受到的重力并沒有變化．所謂“超”和“失”，是指視重，“超”和“失”的大小取決于物體的質(zhì)量和物體在豎直方向的加速度．2．物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是向下運動，而是取決于加速度方向是向上還是向下．課堂互動講練3．完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自由落體運動，只要物體具有豎直向下的等于g的加速度就處于完全失重狀態(tài)．例如：不計空氣阻力的各種拋體運動，環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星等，都處于完全失重狀態(tài)．在完全失重狀態(tài)下，由于重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在了．例如，物體對水平支持面沒有壓力，對豎直懸線沒有拉力，不能用天平測物體的質(zhì)量，液柱不產(chǎn)生壓強，在液體中的物體不受浮力等等．特別提醒：(1)由物體處于失重或超重狀態(tài)，可判斷加速度的方向為向下或向上，但并不能確定物體的速度方向．(2)當物體出現(xiàn)超重或失重時，物體的加速度不一定沿豎直方向，但加速度一定有豎直方向的分量．(3)如果系統(tǒng)內(nèi)有的物體向上加速，有的物體向下加速，此時可考慮整體質(zhì)心加速度的方向，來判斷系統(tǒng)是處于失重還是超重．即時應(yīng)用用(即時突破破，小試試牛刀)1.(2011年廣東深深圳模擬擬)如圖3－3－1所示，輕輕質(zhì)彈簧簧的上端端固定在在電梯的的天花板板上，彈彈簧下端端懸掛一一個小鐵鐵球，在在電梯運運行時，，乘客發(fā)發(fā)現(xiàn)彈簧簧的伸長長量比電電梯靜止止時的伸伸長量小小，這一一現(xiàn)象表表明()圖3－3－1A．電梯一一定是在在下降B．電梯可可能是在在上升C．電梯的的加速度度方向一一定是向向上D．乘客一一定處在在失重狀狀態(tài)解析：選BD.電梯靜止止時，彈彈簧的拉拉力和重重力相等等．現(xiàn)在在，彈簧簧的伸長長量變小小，則彈彈簧的拉拉力減小小，小鐵鐵球的合合力方向向向下，，加速度度向下，，小鐵球球處于失失重狀態(tài)態(tài)．但是是電梯的的運動方方向可能能向上也也可能向向下，故故選B、D.二、整體體法與隔隔離法選選取的原原則系統(tǒng)問題題是指在在外力作作用下幾幾個物體體連在一一起運動動的問題題，系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)物體體的加速速度可以以相同，，也可以以不相同同，對該該類問題題處理方方法如下下：1．隔離法的選選取(1)適用情況：若若系統(tǒng)內(nèi)各物物體的加速度度不相同，且且需要求物體體之間的作用用力．(2)處理方法：把把物體從系統(tǒng)統(tǒng)中隔離出來來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為外力，，分析物體的的受力情況和和運動情況，，并分別應(yīng)用用牛頓第二定定律列方程求求解，隔離法法是受力分析析的基礎(chǔ)，應(yīng)應(yīng)重點掌握．．2．整體法的選選取(1)適用情況：若若系統(tǒng)內(nèi)各物物體具有相同同的加速度，，且不需要求求物體之間的的作用力．(2)處理方法：把把系統(tǒng)內(nèi)各物物體看成一個個整體(當成一個質(zhì)點點)來分析整體受受到的外力，，應(yīng)用牛頓第第二定律求出出加速度(或其他未知量量)．3．整體法、隔隔離法交替運運用原則：若若系統(tǒng)內(nèi)各物物體具有相同同的加速度，，且要求物體體之間的作用用力時，可以以先用整體法法求出加速度度，然后再用用隔離法選取取合適的研究究對象，應(yīng)用用牛頓第二定定律求作用力力．即“先整整體求加速度度，后隔離求求內(nèi)力”．特別提醒：運用整體法分分析問題時，，系統(tǒng)內(nèi)各物物體的加速度度的大小和方方向均應(yīng)相同同，如果系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)各物體的的加速度僅大大小相同，如如通過滑輪連連接的物體，，應(yīng)采用隔離離法求解．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)2.(2011年黑龍江適應(yīng)應(yīng)性測試)如圖3－3－2所示，一個箱箱子中放有一一物體，已知知靜止時物體體對下底面的的壓力等于物物體的重力，，且物體與箱箱子上表面剛剛好接觸．現(xiàn)現(xiàn)將箱子以初初速度v0豎直向上拋出出，已知箱子子所受空氣阻阻力與箱子運運動的速率成成正比，且箱箱子運動過程程中始終保持持圖示姿態(tài)．．則下列說法法正確的是()圖3－3－2A．上升過程中中，物體對箱箱子的下底面面有壓力，且且壓力越來越越小B．上升過程中中，物體對箱箱子的上底面面有壓力，且且壓力越來越越大C．下降過程中中，物體對箱箱子的下底面面有壓力，且且壓力可能越越來越大D．下降過程中中，物體對箱箱子的上底面面有壓力，且且壓力可能越越來越小mg＋FN＝ma，則FN＝ma－mg，而a減小，則FN減小，所以上上升過程中物物體對箱子上上底面有壓力力且壓力越來來越??；同理理，當箱子和和物體下降時時，物體對箱箱子下底面有有壓力且壓力力越來越大．．故本題選C.(2009年高考廣東卷卷)某人在地面上上用彈簧測力力計稱得其體體重為490N．他將彈簧測測力計移至電電梯內(nèi)稱其體體重，t0至t3時間段內(nèi)，彈彈簧測力計的的示數(shù)如圖3－3－3所示，電梯運運行的v－t圖可能是(取電梯向上運運動的方向為為正)()題型一超、失重現(xiàn)象的分析例1圖3－3－3經(jīng)典題型探究圖3－3－4【答案】AD變式訓(xùn)練1在升降電梯內(nèi)內(nèi)的地面上放放一體重計，，電梯靜止時時，曉敏同學(xué)學(xué)站在體重計計上，體重計計示數(shù)為50kg，電梯運動過過程中，某一一段時間內(nèi)曉曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)體重計示數(shù)數(shù)如圖3－3－5所示．在這段段時間內(nèi)下列列說法中正確確的是()圖3－3－5A．曉敏同學(xué)所所受的重力變變小了B．曉敏對體重重計的壓力小小于體重計對對曉敏的支持持力C．電梯一定在在豎直向下運運動D．電梯的加速速度大小為g/5，方向一定豎豎直向下解析：選D.體重計示數(shù)變變小了，說明明該同學(xué)處于于失重狀態(tài)，，但所受重力力并不變小，，A錯；壓力與支支持力是一對對相互作用力力，大小相等等，B錯；電梯的加加速度一定向向下，但不一一定向下運動動，C錯；由牛頓第第二定律可知知D對．(2011年寧波模擬)如圖3－3－6所示，質(zhì)量為為M的木木板板可可沿沿傾傾角角為為θ的光光滑滑斜斜面面下下滑滑，，木木板板上上站站著著一一個個質(zhì)質(zhì)量量為為m的人人，，問問：：題型二動力學(xué)中的連接體問題例2圖3－3－6(1)為了了保保持持木木板板與與斜斜面面相相對對靜靜止止，，計計算算人人運運動動的的加加速速度度？？(2)為了了保保持持人人與與斜斜面面相相對對靜靜止止，，木木板板運運動動的的加加速速度度是是多多少少？？【解析析】(1)為了了使使木木板板與與斜斜面面保保持持相相對對靜靜止止，，必必須須滿滿足足木木板板在在斜斜面面上上的的合合力力為為零零，，所所以以人人施施于于木木板板的的摩摩擦擦力力F應(yīng)沿沿斜斜面面向向上上，，故故人人應(yīng)應(yīng)加加速速向向下下跑跑．．現(xiàn)現(xiàn)分分別別對對人人和和木木板板應(yīng)應(yīng)用用牛牛頓頓第第二二定定律律：：對木木板板受受力力分分析析如如圖圖3－3－7所示示：：圖3－3－7沿斜斜面面方方向向有有：：Mgsinθ－F＝0對人人受受力力分分析析如如圖圖3－3－8所示示：：圖3－3－8【答案案】見解解析析【規(guī)律律總總結(jié)結(jié)】加速速度度相相同同的的連連接接體體問問題題，，即即可可以以用用隔隔離離法法也也可可以以用用整整體體法法解解決決；；加加速速度度不不同同的的連連接接體體問問題題只只能能用用隔隔離離法法來來研研究究．．變式式訓(xùn)訓(xùn)練練2在粗粗糙糙水水平平面面上上放放著著一一個個三三角角形形木木塊塊abc，在在它它的的兩兩個個粗粗糙糙斜斜面面上上分分別別放放有有質(zhì)質(zhì)量量為為m1和m2的兩兩個個物物體體，，m1>m2，如如圖圖3－3－9所示示，，若若三三角角形形木木塊塊和和兩兩物物體體都都是是靜靜止止的的，，則則粗粗糙糙水水平平面面對對三三角角形形木木塊塊()圖3－3－9A．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，摩摩擦擦力力的的方方向向水水平平向向右右B．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，摩摩擦擦力力的的方方向向水水平平向向左左C．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，但但摩摩擦擦力力的的方方向向不不能能確確定定，，因因m1、m2、θ1、θ2的數(shù)數(shù)值值均均未未給給出出D．以以上上結(jié)結(jié)論論都都不不對對解析析：：選D.采用用整整體體法法．．因因為為三三個個物物體體均均處處于于靜靜止止狀狀態(tài)態(tài)，，所所以以a＝0，因此此三角角形木木塊在在水平平方向向上不不受力力．故故選D.(滿分樣樣板16分)如圖3－3－10所示，，質(zhì)量量m＝1kg的物塊塊放在在傾角角為θ的斜面面上，，斜面面體質(zhì)質(zhì)量M＝2kg，斜面面與物物塊間間的動動摩擦擦因數(shù)數(shù)μ＝0.2，地面面光滑滑，θ＝37°°.現(xiàn)對斜斜面體體施加加一水水平推推力F，要使使物塊塊相對對斜面面靜止止，力力F應(yīng)為多多大？？(設(shè)物塊塊與斜斜面的的最大大靜摩摩擦力力等于于滑動動摩擦擦力，，g取10m/s2)題型三動力學(xué)中的臨界問題分析例3圖3－3－10【思路點點撥】用極限限法把把F推向兩兩個極極端來來分析析：當當F較小(趨近于于0)時，由由于μ<tanθ，因此此，物物塊將將沿斜斜面加加速下下滑；；若F較大(足夠大大)時，物物塊將將相對對斜面面向上上滑．．因此此F不能太太小，，也不不能