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

第三節(jié)牛頓運動定律的綜合應用 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用 基礎知識梳理 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 或對豎直懸線的拉力 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 或對豎直懸線的拉力 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 或對豎直懸掛物的拉力 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)內的所有物體看成一個整體 這個整體的質量等于各物體的 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 質量之和 牛頓第二定律 相互作用力 隔離 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 應用牛頓第二定律列方程時不考慮內力 如果把某物體隔離出來作為研究對象 則 將轉換為隔離體的 外力 內力 內力 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)內有的物體向上加速 有的物體向下加速 此時可考慮整體質心加速度的方向 來判斷系統(tǒng)是處于失重還是超重 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 2011年廣東深圳模擬 如圖3 3 1所示 輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上 彈簧下端懸掛一個小鐵球 在電梯運行時 乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量小 這一現(xiàn)象表明 圖3 3 1 a 電梯一定是在下降b 電梯可能是在上升c 電梯的加速度方向一定是向上d 乘客一定處在失重狀態(tài)解析 選bd 電梯靜止時 彈簧的拉力和重力相等 現(xiàn)在 彈簧的伸長量變小 則彈簧的拉力減小 小鐵球的合力方向向下 加速度向下 小鐵球處于失重狀態(tài) 但是電梯的運動方向可能向上也可能向下 故選b d 二 整體法與隔離法選取的原則系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個物體連在一起運動的問題 系統(tǒng)內物體的加速度可以相同 也可以不相同 對該類問題處理方法如下 1 隔離法的選取 1 適用情況 若系統(tǒng)內各物體的加速度不相同 且需要求物體之間的作用力 2 處理方法 把物體從系統(tǒng)中隔離出來 將內力轉化為外力 分析物體的受力情況和運動情況 并分別應用牛頓第二定律列方程求解 隔離法是受力分析的基礎 應重點掌握 2 整體法的選取 1 適用情況 若系統(tǒng)內各物體具有相同的加速度 且不需要求物體之間的作用力 2 處理方法 把系統(tǒng)內各物體看成一個整體 當成一個質點 來分析整體受到的外力 應用牛頓第二定律求出加速度 或其他未知量 3 整體法 隔離法交替運用原則 若系統(tǒng)內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 應用牛頓第二定律求作用力 即 先整體求加速度 后隔離求內力 特別提醒 運用整體法分析問題時 系統(tǒng)內各物體的加速度的大小和方向均應相同 如果系統(tǒng)內各物體的加速度僅大小相同 如通過滑輪連接的物體 應采用隔離法求解 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 2011年黑龍江適應性測試 如圖3 3 2所示 一個箱子中放有一物體 已知靜止時物體對下底面的壓力等于物體的重力 且物體與箱子上表面剛好接觸 現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出 已知箱子所受空氣阻力與箱子運動的速率成正比 且箱子運動過程中始終保持圖示姿態(tài) 則下列說法正確的是 圖3 3 2 a 上升過程中 物體對箱子的下底面有壓力 且壓力越來越小b 上升過程中 物體對箱子的上底面有壓力 且壓力越來越大c 下降過程中 物體對箱子的下底面有壓力 且壓力可能越來越大d 下降過程中 物體對箱子的上底面有壓力 且壓力可能越來越小 mg fn ma 則fn ma mg 而a減小 則fn減小 所以上升過程中物體對箱子上底面有壓力且壓力越來越小 同理 當箱子和物體下降時 物體對箱子下底面有壓力且壓力越來越大 故本題選c 2009年高考廣東卷 某人在地面上用彈簧測力計稱得其體重為490n 他將彈簧測力計移至電梯內稱其體重 t0至t3時間段內 彈簧測力計的示數(shù)如圖3 3 3所示 電梯運行的v t圖可能是 取電梯向上運動的方向為正 圖3 3 3 經(jīng)典題型探究 圖3 3 4 答案 ad 變式訓練1在升降電梯內的地面上放一體重計 電梯靜止時 曉敏同學站在體重計上 體重計示數(shù)為50kg 電梯運動過程中 某一段時間內曉敏同學發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)如圖3 3 5所示 在這段時間內下列說法中正確的是 圖3 3 5 a 曉敏同學所受的重力變小了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動d 電梯的加速度大小為g 5 方向一定豎直向下解析 選d 體重計示數(shù)變小了 說明該同學處于失重狀態(tài) 但所受重力并不變小 a錯 壓力與支持力是一對相互作用力 大小相等 b錯 電梯的加速度一定向下 但不一定向下運動 c錯 由牛頓第二定律可知d對 2011年寧波模擬 如圖3 3 6所示 質量為m的木板可沿傾角為 的光滑斜面下滑 木板上站著一個質量為m的人 問 圖3 3 6 1 為了保持木板與斜面相對靜止 計算人運動的加速度 2 為了保持人與斜面相對靜止 木板運動的加速度是多少 解析 1 為了使木板與斜面保持相對靜止 必須滿足木板在斜面上的合力為零 所以人施于木板的摩擦力f應沿斜面向上 故人應加速向下跑 現(xiàn)分別對人和木板應用牛頓第二定律 對木板受力分析如圖3 3 7所示 圖3 3 7 沿斜面方向有 mgsin f 0對人受力分析如圖3 3 8所示 圖3 3 8 答案 見解析 規(guī)律總結 加速度相同的連接體問題 即可以用隔離法也可以用整體法解決 加速度不同的連接體問題只能用隔離法來研究 變式訓練2在粗糙水平面上放著一個三角形木塊abc 在它的兩個粗糙斜面上分別放有質量為m1和m2的兩個物體 m1 m2 如圖3 3 9所示 若三角形木塊和兩物體都是靜止的 則粗糙水平面對三角形木塊 圖3 3 9 a 有摩擦力的作用 摩擦力的方向水平向右b 有摩擦力的作用 摩擦力的方向水平向左c 有摩擦力的作用 但摩擦力的方向不能確定 因m1 m2 1 2的數(shù)值均未給出d 以上結論都不對解析 選d 采用整體法 因為三個物體均處于靜止狀態(tài) 所以a 0 因此三角形木塊在水平方向上不受力 故選d 滿分樣板16分 如圖3 3 10所示 質量m 1kg的物塊放在傾角為 的斜面上 斜面體質量m 2kg 斜面與物塊間的動摩擦因數(shù) 0 2 地面光滑 37 現(xiàn)對斜面體施加一水平推力f 要使物塊相對斜面靜止 力f應為多大 設物塊與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力 g取10m s2 圖3 3 10 思路點撥 用極限法把f推向兩個極端來分析 當f較小 趨近于0 時 由于 tan 因此 物塊將沿斜面加速下滑 若f較大 足夠大 時 物塊將相對斜面向上滑 因此f不能太小 也不能太大 f的取值有一個范圍 解題樣板規(guī)范步驟 該得的分一分不丟 1 設物塊處于相對斜面下滑的臨界狀態(tài) 物塊恰好不下滑 時推力為f1 此時物塊受力如圖3 3 11甲所示 取加速度a1方向為x軸正方向 對m有 圖3 3 11 x方向 fn1sin fn1cos ma1 2分 y方向 fn1cos fn1sin mg 0 2分 解 兩式得 a