高中物理總復(fù)習(xí)第三章第講牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用

關(guān)于高中物理總復(fù)習(xí)第三章第講牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用第3講牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用高考成功方案第1步高考成功方案第2步高考成功方案第3步每課一得每課一測第三章第2頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共58頁，2024年2月25日，星期天回扣一超重和失重1．游樂園中，乘客乘坐能加速或減速運(yùn)動的升降機(jī)，可以體會超重或失重的感覺，下列描述錯誤的是(

)A．當(dāng)升降機(jī)加速上升時，游客是處在超重狀態(tài)B．當(dāng)升降機(jī)減速下降時，游客是處在超重狀態(tài)C．當(dāng)升降機(jī)減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)D．當(dāng)升降機(jī)加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)第4頁,共58頁，2024年2月25日，星期天解析：加速上升、減速下降時，升降機(jī)具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)；減速上升、加速下降時，升降機(jī)具有向下的加速度，處于失重狀態(tài)。答案：D第5頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2．重2kg的物體用彈簧測力計掛在可豎直升降的電梯里，讀數(shù)為26N，由此可知，該物體處于________狀態(tài)，電梯做______________________運(yùn)動，其加速度大小等于________m/s2。(g取10m/s2)第6頁,共58頁，2024年2月25日，星期天解析：重力mg＝20N，知mg<F，故物體處于超重狀態(tài)，電梯做加速上升或減速下降運(yùn)動。由牛頓第二定律得F－mg＝ma，解得a＝3m/s2。答案：超重加速上升或減速下降3第7頁,共58頁，2024年2月25日，星期天回扣二整體法和隔離法3．當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體具有相同的________時，可以把連接體內(nèi)所有物體組成的系統(tǒng)作為________考慮，分析其受力和運(yùn)動情況，運(yùn)用牛頓第二定律對________列方程求解的方法，叫整體法。答案：加速度整體整體第8頁,共58頁，2024年2月25日，星期天4．當(dāng)研究對象涉及由多個物體組成的系統(tǒng)時，若要求出連接體內(nèi)物體間的________力，則應(yīng)把某個物體或某幾個物體從系統(tǒng)中________出來，分析其受力情況及運(yùn)動情況，再利用牛頓第二定律對隔離出來的物體列式求解的方法，叫隔離法。答案：相互作用隔離第9頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[知識必會]1．超重、失重和完全失重的比較

超重失重完全失重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)象物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)第11頁,共58頁，2024年2月25日，星期天

超重失重完全失重產(chǎn)生條件物體有向上的加速度物體有向下的加速度a＝g，方向向下視重F＝m(g＋a)F＝m(g－a)F＝0第12頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2．對超重、失重的理解(1)盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量即ay≠0，物體就會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。當(dāng)ay方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)。第13頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(2)盡管整體沒有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具

有豎直方向的分加速度，整體也會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。(3)超重并不是說重力增加了，失重并不是說重力減小了，完

全失重也不是說重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物

體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的

壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化。第14頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(4)在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象

都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮

力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等。[名師點睛](1)發(fā)生超、失重現(xiàn)象時，物體的重力不變，只是物體的視

重發(fā)生了變化。(2)物體的超、失重多少由物體的質(zhì)量和豎直方向的加速度

共同決定，其大小為ma。第15頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[典例必研][例1]

升降機(jī)內(nèi)，一個小球系于彈簧下端，如圖3－3－1所示，當(dāng)靜止時，彈簧伸長4cm，升降機(jī)運(yùn)動中，彈簧伸長2cm，則升降機(jī)運(yùn)動情況可能是 (

)A．以1m/s2的加速度加速下降B．以1m/s2的加速度加速上升

圖3－3－1C．以4.9m/s2的加速度加速下降D．以4.9m/s2的加速度加速上升第16頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[思路點撥]

由彈簧的伸長量變化判斷出合外力的方向，然后再由牛頓第二定律求解加速度的大小，最后由加速度的大小和方向判斷電梯的運(yùn)動情況。第17頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[解析]

當(dāng)靜止時，彈簧伸長4cm，這時彈簧的彈力等于小球的重力，當(dāng)升降機(jī)運(yùn)動時，彈簧伸長2cm，則這時彈簧的彈力只有小球重力的一半，小球處于失重狀態(tài)，加速度向下，小球受到的合力為重力的一半，產(chǎn)生的加速度為4.9m/s2，因此升降機(jī)可能以4.9m/s2的加速度向下做加速運(yùn)動，也可能以4.9m/s2的加速度向上做減速運(yùn)動，C項正確。[答案]

C第18頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[沖關(guān)必試]1．在探究超重和失重規(guī)律時，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作。傳感器和計算機(jī)相連，經(jīng)計算機(jī)處理后得到壓力F隨時間t變化的圖像，則下列圖像3－3－2中可能正確的是 (

)圖3－3－2第19頁,共58頁，2024年2月25日，星期天解析：下蹲的過程是“0→vm→0”的過程，人先向下加速再向下減速，即先失重再超重，選項D正確。答案：D第20頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2．在升降電梯內(nèi)的地板上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學(xué)站在體重計上，體重計示數(shù)為50kg，電梯運(yùn)動過程中，某一段時間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖3－3－3所示，在這段時間內(nèi)下列說法中正確的是(

)圖3－3－3第21頁,共58頁，2024年2月25日，星期天A．曉敏同學(xué)所受的重力變小了B．曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運(yùn)動D．電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下第22頁,共58頁，2024年2月25日，星期天答案：D第23頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[知識必會]1．隔離法的選取原則若連接體或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。第24頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2．整體法的選取原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個整體來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)。3．整體法、隔離法交替運(yùn)用原則若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力。即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。第25頁,共58頁，2024年2月25日，星期天4．涉及隔離法與整體法的具體問題(1)涉及滑輪的問題，若要求繩的拉力，一般都必須采用隔

離法。若繩跨過定滑輪，連接的兩物體雖然加速度方向

不同，但大小相同。(2)固定斜面上的連接體問題。這類問題一般多是連接體(

系統(tǒng))各物體保持相對靜止，即具有相同的加速度。解

題時，一般采用先整體、后隔離的方法。建立坐標(biāo)系時

也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解

力，或者正交分解加速度。第26頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(3)斜面體(或稱為劈形物體、楔形物體)與在斜面體上物體組成的連接體(系統(tǒng))的問題。當(dāng)物體具有加速度，而斜面體靜止的情況，解題時一般采用隔離法分析。第27頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[典例必研][例2]如圖3－3－4所示，質(zhì)量為80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅秤上，小車在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面無摩擦地向上運(yùn)動，圖3－3－4現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)為1000N。已知斜面傾角θ＝30°，小車與磅秤的總質(zhì)量為20kg。(g＝10m/s2)(1)拉力F為多少？(2)物體對磅秤的靜摩擦力為多少？第28頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[思路點撥]

求解拉力F時要用整體、隔離相結(jié)合的方法，求解物體與磅秤之間的靜摩擦力用隔離法。第29頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[解析]

(1)選物體為研究對象，受力分析如圖所示。將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有：FN1－mg＝masinθ解得a＝5m/s2第30頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第31頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[沖關(guān)必試]3．如圖3－3－5甲所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m

和M(m∶M＝1∶2)的物塊A、B用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同。當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加速運(yùn)動時，彈簧的伸長量為x1。當(dāng)用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(如圖乙所示)，彈簧的伸長量為x2，則x1∶x2等于 (

)第32頁,共58頁，2024年2月25日，星期天圖3－3－5A．1∶1

B．1∶2C．2∶1 D．2∶3第33頁,共58頁，2024年2月25日，星期天答案：A第34頁,共58頁，2024年2月25日，星期天4．物體M、m緊靠著置于動摩擦因數(shù)為μ、傾角為θ的斜面上，如圖3－3－6所示?，F(xiàn)施加一個水平力F作用于M，使M、m共同向上做加速運(yùn)動，求

圖3－3－6它們間作用力的大小。

第35頁,共58頁，2024年2月25日，星期天解析：將兩者視為一個整體，受力分析如圖甲，建立坐標(biāo)系如圖所示，由牛頓第二定律得：N1－(M＋m)gcosθ－Fsinθ＝0Fcosθ－f1－(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a又：f1＝μN(yùn)1隔離m受力分析如圖乙，可有：第36頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第37頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[知識必會]1．臨界問題在一種運(yùn)動形式(或某種物理過程和物理狀態(tài))變化的過程中，存在著分界的現(xiàn)象。這是從量變到質(zhì)變的規(guī)律在物理學(xué)中的生動表現(xiàn)，這種界限通常以臨界值和臨界狀態(tài)的形式出現(xiàn)在不同的物理情景中。利用臨界值和臨界狀態(tài)作為求解問題的思維起點，是一個重要的解題方法。第38頁,共58頁，2024年2月25日，星期天2．臨界問題的處理方法(1)極限法：在題目中如出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語時，一般隱含著臨界問題，處理這類問題時，應(yīng)把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，達(dá)到盡快求解的目的。第39頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(2)假設(shè)法：有些物理過程中沒有明顯出現(xiàn)臨界問題的線索，但在變化過程中可能出現(xiàn)臨界問題，也可能不出現(xiàn)臨界問題，解答這類題，一般用假設(shè)法。(3)數(shù)學(xué)法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式求解得出臨界條件。第40頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[名師點睛](1)臨界點的兩側(cè)，物體的受力情況、變化規(guī)律、運(yùn)動狀態(tài)

一般要發(fā)生變化。(2)臨界問題通常具有一定的隱蔽性，解題的靈活性較大，

審題時應(yīng)盡量還原物理情景，抓住臨界狀態(tài)的特征，找

到正確的解題方向。第41頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[典例必研][例3]

(2012·青島模擬)一彈簧一端固定在傾角為37°的光滑斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1＝4kg的物塊P，Q為一重物，已知Q的質(zhì)量為m2＝8kg，圖3－3－7彈簧的質(zhì)量不計，勁度系數(shù)k＝600N/m，系統(tǒng)處于靜止，如圖3－3－7所示。現(xiàn)給Q施加一個方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，已知在前0.2s時間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為恒力，求：力F的最大值與最小值。(sin37°＝0.6，g＝10m/s2)第42頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[思路點撥]

0.2s內(nèi)彈力是變化的，又合外力恒定，故F是變力，0.2s后F為恒力，說明0.2s時兩者分離。第43頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[解析]從受力角度看，兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0，從運(yùn)動學(xué)角度看，一起運(yùn)動的兩物體恰好分離時，兩物體在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。設(shè)剛開始時彈簧壓縮量為x0則(m1＋m2)gsinθ＝kx0 ①因為在前0.2s時間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后，F(xiàn)為恒力，所以在0.2s時，P對Q的作用力為0，由牛頓第二定律知kx1－m1gsinθ＝m1a ②F－m2gsinθ＝m2a ③第44頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[答案]

最大值72N，最小值36N第45頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[沖關(guān)必試]5．如圖3－3－8所示，有A、B兩個楔形木塊，質(zhì)量均為m，靠在一起放于水平面上，它們的接觸面的傾角為θ。圖3－3－8現(xiàn)對木塊A施一水平推力F，若不計一切摩擦，要使A、B一起運(yùn)動而不發(fā)生相對滑動，求水平推力F不得超過的最大值。第46頁,共58頁，2024年2月25日，星期天解析：A、B一起運(yùn)動，則以A、B整體為研究對象，由牛頓第二定律得：F＝2ma以A為研究對象，其受力情況如圖所示。由圖可知，A、B一起運(yùn)動而不發(fā)生相對滑動的臨界條件是地面對A的支持力為N＝0豎直方向：FBAcosθ＝mg水平方向：F－FBAsinθ＝ma聯(lián)立上式可得F＝2mgtanθ，即水平推力F的最大值為2mgtanθ。答案：2mgtanθ第47頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(1)繩BC剛好被拉直時，車的加速度是多大？(2)為不拉斷輕繩，車向左運(yùn)動的最大加速度是多大？第49頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共58頁，2024年2月25日，星期天(2)小車向左加速度增大，AC、BC繩方向不變，所以AC繩拉力不變，BC繩拉力變大，BC繩拉力最大時，小車向左加速度最大，由牛頓第二定律，得FTB＋mgtanθ＝mam因為FTB＝2mg，所以最大加速度為am＝3g。答案：(1)g

(2)3g第51頁,共58頁，2024年2月25日，星期天第52頁,共58頁，2024年2月25日，星期天[每課一得]1．模型特點涉及兩個物體，并且物體間存在相對滑動。2．常見的兩種位移關(guān)系滑塊由滑板的一端運(yùn)動到另一端的過程中，若滑塊和滑板同向運(yùn)動，位移之差等于板長；反向運(yùn)動時，位移之和等于板長。第53頁,共58頁，2