《高考備考指南 理科綜合 物理》課件-第3章 第3講

牛頓運動定律第三章第3講牛頓運動定律的綜合應用欄目導航01知識梳理回顧03隨堂限時集訓02考點各個擊破04配套訓練知識梳理回顧1一、瞬時加速度分析分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關鍵是分析物體在該時刻前、后的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度．此類問題應注意兩種模型的建立．1．中學物理中的“線”和“繩”是理想化模型，具有以下幾個特性(1)輕：其質量和重力均可視為等于零且一根繩(或線)中各點的張力大小相等，其方向總是沿繩且背離受力物體的方向．(2)不可伸長：即無論繩受力多大，繩的長度不變，由此特點，可知繩中的張力可以突變．剛性桿、繩(線)和接觸面都可以認為是一種不發(fā)生明顯形變就能產生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復時間，一般題目中所給桿、細線和接觸面在不加特殊說明時，均可按此模型來處理．2．中學物理中的“彈簧”和“橡皮繩”也是理想化模型，具有以下幾個特性(1)輕：其質量和重力均可視為等于零，同一彈簧(或橡皮繩)兩端及其中間各點的彈力大小相等．(2)彈簧既能承受拉力，也能承受壓力；橡皮繩只能承受拉力，不能承受壓力．(3)由于彈簧和橡皮繩受力時，恢復形變需要一段時間，所以彈簧和橡皮繩中的力不能突變．夯基題組1．(2017屆鎮(zhèn)江校級一模)如圖所示，物體A、B、C質量分別為m、2m、3m，A與天花板間，B與C之間用輕彈簧連接，當系統(tǒng)平衡后，突然將AB間繩燒斷，在繩斷的瞬間，A、B、C的加速度分別為(以向下的方向為正方向)(

)A．g，g，g B．－5g,2.5g,0C．－5g,2g,0 D．－g,2.5g,3g【答案】B【解析】AB間繩燒斷前，由平衡條件得知，下面彈簧的彈力大小為F1＝mCg＝3mg，上面彈簧的彈力大小為F2＝(mA＋mB＋mC)g＝6mg，AB間繩的拉力大小為T＝(mB＋mC)g＝5mg.AB間繩燒斷前，兩根彈簧的彈力都沒有變化，則此瞬間A所受的合力大小與原來繩子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向上，則－5mg＝maA，得aA＝－5g.此瞬間B所受的合力大小與原來繩子的拉力T大小相等，方向相反，即方向向下，則5mg＝2maB，得aB＝2.5g.由于彈簧的彈力沒有變化，則C的受力情況沒有變化，所以aC＝0.故B正確．二、超重與失重1．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______，視重大小等于測力計所受物體的______或臺秤所受物體的______．2．超重、失重和完全失重的比較視重拉力壓力超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重定義物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)______物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)______物體所受重力的現(xiàn)象物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)________的現(xiàn)象大于小于等于零

超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重產生條件物體的加速度方向__________物體的加速度方向__________物體的加速度方向豎直向下，大小______列原理式F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝maF＝0運動狀態(tài)加速上升、減速下降加速下降、減速上升無阻力的拋體運動情況；繞地球勻速圓周運動的衛(wèi)星豎直向上豎直向下a＝g夯基題組2．(2017屆馬鞍山模擬)質量為50kg的某同學站在升降機中的磅秤上，某一時刻該同學發(fā)現(xiàn)磅秤的示數(shù)為40kg，則在該時刻升降機可能是以下列哪種方式運動(

)A．勻速上升 B．加速上升C．減速上升 D．減速下降【答案】C【解析】質量為50kg，這是人的真實的質量，發(fā)現(xiàn)磅秤的示數(shù)是40kg，說明人的重力小了，是處于失重狀態(tài)，所以應該有向下的加速度，那么此時的運動可能是向下加速運動，也可能是向上減速運動，所以C正確.

三、整體法與隔離法1．整體法當系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內的所有物體看成一個整體，這個整體的質量等于各物體的質量之和，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)內物體間的相互作用力時，常把物體從系統(tǒng)中“隔離”出來進行分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程求解．整體法

3．外力和內力如果以物體系統(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)內各物體間的相互作用力為內力．應用牛頓第二定律列方程時不考慮________．如果把某物體隔離出來作為研究對象，則內力將轉換為隔離體的外力．外力內力

【答案】BD考點各個擊破21．當出現(xiàn)超重、失重時，物體的重力并沒變化．2．物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，只取決于加速度方向向上還是向下，與速度方向無關．3．物體超重或失重的大小是ma.4．當物體處于完全失重狀態(tài)時，一切由于重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液柱不再產生向下的壓強等．考點1超重與失重例1

(2017屆鄭州二模)圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動作的示意圖，中間的“·”表示人的重心．圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫出的力－時間圖線．兩圖中a～g各點均對應，其中有幾個點在圖甲中沒有畫出．取重力加速度g＝10m/s2.根據(jù)圖像分析可知(

)A．人的重力為1500N B．c點位置人處于超重狀態(tài)C．e點位置人處于失重狀態(tài) D．d點的加速度小于f點的加速度練1

(2017年萬州校級期末)利用傳感器和計算機可以研究力的大小變化的情況，實驗時讓某消防隊員從平臺上跳下，自由下落，在t1時刻雙腳觸地，他順勢彎曲雙腿，重心又下降了h.計算機顯示消防隊員雙腳觸地后重心下降h過程，他受到地面支持力F隨時間變化的圖像如圖所示．根據(jù)圖像提供的信息，以下判斷正確的是(

)A．在t1至t3時間內消防隊員的重心在加速下降B．在t2至t4時間內消防隊員的重心在減速下降C．t3時刻消防隊員的速度達最大值D．t3時刻消防隊員的加速度為零【答案】B【解析】t1時刻雙腳觸底，在t1至t2時間內消防員受到的合力向下，其加速度向下，他做加速度減小的加速下落運動；而t2至t3時間內，人所受合力向上，人應做向下的減速運動，故A錯誤；在t2至t4時間內他所受的合力向上則加速度向上，故消防員做向下的減速運動，故B正確；t2時刻之前人做加速運動，而此后人做減速運動，故t2時刻消防員的速度達最大，故C錯誤；t3時刻，人受到的合力不為零，故加速度不可能為零，故D錯誤．理解超重、失重1．不論超重、失重或完全失重，物體的重力不變，只是“視重”改變．2．物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是向下運動，而在于物體是有豎直向上的加速度還是有豎直向下的加速度．3．當物體處于完全失重狀態(tài)時，重力只產生使物體具有a＝g的加速度的效果，不再產生其他效果．平常一切由重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失．4．物體超重或失重的多少是由物體的質量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma.由圖像、圖表給出解題信息的題目時有出現(xiàn)，要適當關注此類問題．求解這類問題的關鍵是理解圖像和圖表的物理意義，理解圖像的軸、點、線、截、斜、面六大功能．考點2圖像問題例2

(2017屆玉山校級模擬)如圖甲，水平地面上有一靜止平板車，車上放一質量為m的物塊，物塊與平板車的動摩擦因數(shù)為0.2，t＝0時，車開始沿水平面做直線運動，其v－t圖像如圖乙所示．g取10m/s2，平板車足夠長，則物塊運動的v－t圖像為(

)練2

(2017屆江蘇模擬)如圖甲所示，A、B兩物塊在如圖乙所示的隨時間按正弦規(guī)律變化的外力作用下，由靜止開始一起沿光滑水平面運動，A、B兩物塊始終保持相對靜止，則以下說法中正確的是(

)A．A、B兩物塊一起做往復運動B．t1時刻物塊的速度最大C．t2時刻物塊運動的位移最大D．t3時刻物塊A受到的摩擦力最大【答案】D【解析】在0～t2內整體沿正方向做加速運動；t2～t4內加速度反向，做減速運動，因為兩段時間內受力是對稱的，所以t4末速度變?yōu)榱?；之后兩個物塊又重復以前的運動，一直沿正方向運動，故A、C錯誤；結合A的分析可知，在0～t2內一直做加速運動，所以在t2時刻物塊的速度最大，故B錯誤；對整體分析，整體的加速度與F的方向相同，t3時刻兩個物塊的加速度最大；B物體所受的合力為摩擦力，故摩擦力的方向與加速度方向相同，大小為f＝mBa；可知當加速度最大時，B受到的摩擦力最大．即當t3時刻物塊B受到的摩擦力最大，根據(jù)牛頓第三定律可知，t3時刻物塊A受到的摩擦力最大．故D正確．根據(jù)圖像的類型，結合圖像的信息確定物體的實際運動情況，結合牛頓第二定律即可求解．處理此類問題的關健是掌握牛頓第二定律的應用，注意分清研究對象，特別是掌握讀取圖像信息的能力．考點3動力學多過程問題代入數(shù)據(jù)解得t1＝2.5s.

設人滑到斜面底端C時的速度為vC，vC＝at1＝1.6×2.5m/s＝4m/s，在CD平面上，由牛頓運動定律得