高考一輪復(fù)習(xí)優(yōu)化方案第3章牛頓運(yùn)動定律第三節(jié)

1、第三節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用第三節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用課堂互動講練課堂互動講練經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究第三節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用第三節(jié)牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練一、超重和失重一、超重和失重1超重超重(1)物體對水平支持物的壓力物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力或?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：物體具有產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度的加速度2失重失重(1)物體對水平支持物的壓力物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸線的拉力或?qū)ωQ直懸線的拉力)_物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象物體所受重

2、力的情況稱為失重現(xiàn)象(2)產(chǎn)生條件：物體具有產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度的加速度基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理大于大于向上向上小于小于向下向下3完全失重完全失重物體對水平支持物的壓力物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力或?qū)ωQ直懸掛物的拉力) _的情況稱為完全失重現(xiàn)象的情況稱為完全失重現(xiàn)象4視重視重當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上時(shí)，彈當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上時(shí)，彈簧測力計(jì)或臺秤的示數(shù)稱為視重視重大小等于秤簧測力計(jì)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所受的拉力或壓力為零為零特別提示：特別提示：(1)物體超重或失重時(shí)，所受重力并沒有物體超重或失重時(shí)，所受重力并沒

3、有變化變化(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)系度沒有關(guān)系二、整體法與隔離法二、整體法與隔離法1整體法整體法當(dāng)系統(tǒng)中各物體的當(dāng)系統(tǒng)中各物體的_相同時(shí)，我們可以把系相同時(shí)，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)整體的質(zhì)量等于各物體的于各物體的_，當(dāng)整體受到的外力已知時(shí)，當(dāng)整體受到的外力已知時(shí)，可用，可用_求出整體的加速度求出整體的加速度2隔離法隔離法從研究的方便出發(fā)，當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間從研究的方便出發(fā)，當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間_時(shí)，常把物體從系統(tǒng)中時(shí)，常把物體從系統(tǒng)中“_”出來出來，進(jìn)行分析

4、，依據(jù)牛頓第二定律列方程，進(jìn)行分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程加速度加速度質(zhì)量之和質(zhì)量之和牛頓第二定律牛頓第二定律相互作用力相互作用力隔離隔離3外力和內(nèi)力外力和內(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)受到的的作用力，這些力是該系統(tǒng)受到的_，而系統(tǒng)，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為內(nèi)各物體間的相互作用力為_應(yīng)用牛頓第二應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來作為研究對象，則作為研究對象，則_將轉(zhuǎn)換為隔離體的將轉(zhuǎn)換為隔離體的_外力外力內(nèi)力內(nèi)力內(nèi)力內(nèi)力外力外力一、對超重和失重

5、的理解一、對超重和失重的理解1當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體受到的重當(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體受到的重力并沒有變化所謂力并沒有變化所謂“超超”和和“失失”，是指視重，是指視重，“超超”和和“失失”的大小取決于物體的質(zhì)量和物體在的大小取決于物體的質(zhì)量和物體在豎直方向的加速度豎直方向的加速度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(yùn)動還是向下運(yùn)動，而是取決于加速度方向體向上運(yùn)動還是向下運(yùn)動，而是取決于加速度方向是向上還是向下是向上還是向下課堂互動講練課堂互動講練3完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自由落體運(yùn)動，只完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自由落體運(yùn)動，只

6、要物體具有豎直向下的等于要物體具有豎直向下的等于g的加速度就處于完全的加速度就處于完全失重狀態(tài)例如：不計(jì)空氣阻力的各種拋體運(yùn)動，失重狀態(tài)例如：不計(jì)空氣阻力的各種拋體運(yùn)動，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星等，都處于完全失環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星等，都處于完全失重狀態(tài)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(qiáng)，在液體中的物體不受浮力等等不產(chǎn)生壓強(qiáng)，在液體中的物體不受浮

7、力等等特別提醒：特別提醒：(1)由物體處于失重或超重狀態(tài)，可判斷由物體處于失重或超重狀態(tài)，可判斷加速度的方向?yàn)橄蛳禄蛳蛏希⒉荒艽_定物體的加速度的方向?yàn)橄蛳禄蛳蛏?，但并不能確定物體的速度方向速度方向(2)當(dāng)物體出現(xiàn)超重或失重時(shí)，物體的加速度不一定當(dāng)物體出現(xiàn)超重或失重時(shí)，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(shí)可考慮整體質(zhì)心加速度的方向，來判斷系速，此時(shí)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統(tǒng)是處于失重還是超重即時(shí)應(yīng)用即時(shí)

8、應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1. (2011年廣東深圳模擬年廣東深圳模擬)如圖如圖331所示，輕質(zhì)彈所示，輕質(zhì)彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量個(gè)小鐵球，在電梯運(yùn)行時(shí)，乘客發(fā)現(xiàn)彈簧的伸長量比電梯靜止時(shí)的伸長量小，這一現(xiàn)象表明比電梯靜止時(shí)的伸長量小，這一現(xiàn)象表明()圖圖331a電梯一定是在下降電梯一定是在下降b電梯一定是在上升電梯一定是在上升c電梯的加速度方向一定是向上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)乘客一定處在失重狀態(tài)解析：解析：選選d.電梯靜止時(shí)，彈簧的拉力和重

9、力相等電梯靜止時(shí)，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(yùn)動方向可能向上也可能向下重狀態(tài)但是電梯的運(yùn)動方向可能向上也可能向下，故選，故選d.二、整體法與隔離法選取的原則二、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(gè)物體連在一起運(yùn)動系統(tǒng)問題是指在外力作用下幾個(gè)物體連在一起運(yùn)動的問題，系統(tǒng)內(nèi)物體的加速度可以相同，也可以不的問題，系統(tǒng)內(nèi)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：相同，對該類問題處理方法

10、如下：1隔離法的選取隔離法的選取(1)適用情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同，且適用情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力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(nèi)力轉(zhuǎn)處理方法：把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分別應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握析的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)掌握2整體法的選取整體法的選取(1)適用情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，適用情況：若系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物

11、體之間的作用力且不需要求物體之間的作用力(2)處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個(gè)整體處理方法：把系統(tǒng)內(nèi)各物體看成一個(gè)整體(當(dāng)成當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)質(zhì)點(diǎn))來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二來分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度定律求出加速度(或其他未知量或其他未知量)3整體法、隔離法交替運(yùn)用原則：若系統(tǒng)內(nèi)各物整體法、隔離法交替運(yùn)用原則：若系統(tǒng)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(shí)體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選，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取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二

12、定律求作用力即即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”特別提醒：特別提醒：運(yùn)用整體法分析問題時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各物體運(yùn)用整體法分析問題時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度的大小和方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)內(nèi)各物的加速度的大小和方向均應(yīng)相同，如果系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，應(yīng)采用隔離法求解應(yīng)采用隔離法求解即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2. (2011年黑龍江適應(yīng)性測試年黑龍江適應(yīng)性測試)如圖如圖332所示，一所示，一個(gè)箱子中放有一物體，已知靜止時(shí)物體對下底面的個(gè)箱子中放有一物體，已知靜止時(shí)物體對下底面的

13、壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接觸現(xiàn)將箱子以初速度觸現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動的速率成正比，且箱子運(yùn)所受空氣阻力與箱子運(yùn)動的速率成正比，且箱子運(yùn)動過程中始終保持圖示姿態(tài)則下列說法正確的是動過程中始終保持圖示姿態(tài)則下列說法正確的是()圖圖332a上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小壓力越來越小b上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大壓力越來越大c下降過程中，物體對箱子的下底

14、面有壓力，且下降過程中，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壓力可能越來越小mgfnma，則，則fnmamg，而，而a減小，則減小，則fn減減小，所以上升過程中物體對箱子上底面有壓力且壓小，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(dāng)箱子和物體下降時(shí)，物體對力越來越??；同理，當(dāng)箱子和物體下降時(shí)，物體對箱子下底面有壓力且壓力越來越大故本題選箱子下底面有壓力且壓力越來越大故本題選c. (2009年高考廣東卷改編年高考廣東卷改編)某人在地面上用彈某人在地面上用彈簧

15、測力計(jì)稱得其體重為簧測力計(jì)稱得其體重為490 n他將彈簧測力計(jì)移他將彈簧測力計(jì)移至電梯內(nèi)稱其體重，至電梯內(nèi)稱其體重，t0至至t3時(shí)間段內(nèi)，彈簧測力計(jì)的時(shí)間段內(nèi)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖示數(shù)如圖333所示，電梯運(yùn)行的所示，電梯運(yùn)行的vt圖可能是圖可能是(取電梯向上運(yùn)動的方向?yàn)檎‰娞菹蛏线\(yùn)動的方向?yàn)檎?()超、失重現(xiàn)象的分析超、失重現(xiàn)象的分析圖圖333經(jīng)典題型探究經(jīng)典題型探究圖圖334【答案答案】a變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為為50 kg，電梯運(yùn)動過程中，某

16、一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)，電梯運(yùn)動過程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如圖335所示在這段時(shí)間內(nèi)所示在這段時(shí)間內(nèi)下列說法中正確的是下列說法中正確的是()圖圖335a曉敏同學(xué)所受的重力變小了曉敏同學(xué)所受的重力變小了b曉敏對體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對曉敏的支持曉敏對體重計(jì)的壓力小于體重計(jì)對曉敏的支持力力c電梯一定在豎直向下運(yùn)動電梯一定在豎直向下運(yùn)動d電梯的加速度大小為電梯的加速度大小為g/5，方向一定豎直向下，方向一定豎直向下解析：解析：選選d.體重計(jì)示數(shù)變小了，說明該同學(xué)處于失體重計(jì)示數(shù)變小了，說明該同學(xué)處于失重狀態(tài)，但所受重力并不變小，重狀態(tài)，但所受重力并不變小，a錯；壓力與支

17、持錯；壓力與支持力是一對相互作用力，大小相等，力是一對相互作用力，大小相等，b錯；電梯的加錯；電梯的加速度一定向下，但不一定向下運(yùn)動，速度一定向下，但不一定向下運(yùn)動，c錯；由牛頓錯；由牛頓第二定律可知第二定律可知d對對 (2011年銅陵模擬年銅陵模擬)如圖如圖336所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的木板可沿傾角為的木板可沿傾角為的光滑斜面下滑，木板上站著的光滑斜面下滑，木板上站著一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m的人，問：的人，問：動力學(xué)中的連接體問題動力學(xué)中的連接體問題圖圖336(1)為了保持木板與斜面相對靜止，計(jì)算人運(yùn)動的加為了保持木板與斜面相對靜止，計(jì)算人運(yùn)動的加速度？速度？(2)為了保持人與斜面相對靜止

18、，木板運(yùn)動的加速度為了保持人與斜面相對靜止，木板運(yùn)動的加速度是多少？是多少？【解析解析】(1)為了使木板與斜面保持相對靜止，必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的摩擦力f應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速向下跑現(xiàn)應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速向下跑現(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律：分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律：對木板受力分析如圖對木板受力分析如圖337所示：所示：圖圖337沿斜面方向有：沿斜面方向有：mgsinf0對人受力分析如圖對人受力分析如圖338所示：所示：圖圖338【答案答案】見解析見解析【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)

19、】加速度相同的連接體問題，即可以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體問題只能用隔離法來研究 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2在粗糙水平面上放著一個(gè)三角形木塊在粗糙水平面上放著一個(gè)三角形木塊abc，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為，在它的兩個(gè)粗糙斜面上分別放有質(zhì)量為m1和和m2的的兩個(gè)物體，兩個(gè)物體，m1m2，如圖，如圖339所示，若三角形木所示，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和兩物體都是靜止的，則粗糙水平面對三角形木塊塊()圖圖339a有摩擦力的作用，摩擦力的方向水平向右有

20、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，有摩擦力的作用，但摩擦力的方向不能確定，因因m1、m2、1、2的數(shù)值均未給出的數(shù)值均未給出d以上結(jié)論都不對以上結(jié)論都不對解析：解析：選選d.采用整體法因?yàn)槿齻€(gè)物體均處于靜止采用整體法因?yàn)槿齻€(gè)物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以狀態(tài)，所以a0，因此三角形木塊在水平方向上不，因此三角形木塊在水平方向上不受力故選受力故選d. (滿分樣板滿分樣板16分分)如圖如圖3310所示，質(zhì)量所示，質(zhì)量m1 kg的物塊放在傾角為的物塊放在傾角為的斜面上，斜面體質(zhì)量的斜面上，斜面體質(zhì)量m2 kg，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)，斜面與物塊間的動摩擦因數(shù)0.2，地面，地面光滑，光滑，37.現(xiàn)對斜面體施加一水平推力現(xiàn)對斜面體施加一水平推力f，要，要使物塊相對斜面靜止，力使物塊相對斜面靜止，力f應(yīng)為多大？應(yīng)為多大？(設(shè)物塊與斜設(shè)物塊與斜面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取取10 m/s2)動力學(xué)中的臨界問題分析動力學(xué)中的臨界問題分析圖圖3310【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】用極限法把用極限法把f推向兩個(gè)極端來分析推向兩個(gè)極端來分析：當(dāng)：當(dāng)f較小較小(趨近于趨近于0)時(shí)，由于時(shí)，由于tan，因此，物塊，因此，物塊將沿斜面加速下滑；