《高考風(fēng)向標(biāo)》年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題三 第3講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用課件

第3講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用考點(diǎn)1動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題

2．第二類問題：根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況．其解題基本思路是：分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況(性質(zhì)、已知條件等)，選用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度；再利用牛頓第二定律求力．

3．在處理力和運(yùn)動(dòng)的兩類基本問題時(shí)，關(guān)鍵在于加速度a，加速度是聯(lián)結(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律的橋梁，可畫方框圖如下：4.應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟

(1)確定研究對(duì)象．可根據(jù)題意選某一物體或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象．有的物體雖是涉及對(duì)象但受力或運(yùn)動(dòng)情況不明不能選為研究對(duì)象，需要根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)移研究對(duì)象分析．

(2)全面分析研究對(duì)象的受力情況，正確畫出受力示意圖． (3)全面分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況，畫出運(yùn)動(dòng)過程示意簡圖．特別注意：若所研究運(yùn)動(dòng)過程的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、受力情況并非恒定不變時(shí)，則要把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程分成幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)階段詳細(xì)分析.(4)利用牛頓第二定律(在已知受力情況時(shí))或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(在運(yùn)動(dòng)情況已知時(shí))求出加速度．(5)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)一步解出所求物理量．各物理量統(tǒng)一用國際單位制單位．

1．(單選)一物體初速度

v0＝5m/s，沿著傾角37°的斜面勻加速向下運(yùn)動(dòng)，若物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，求3秒)C末的速度(斜面足夠長)( A．12m/s C．17m/sB．15m/sD．20m/s

2．用一水平恒力將質(zhì)量為250kg的木箱由靜止開始沿水平地面推行50m，歷時(shí)10s，若物體受到阻力是物重的0.1倍，則外加的推力多大？(g取10m/s2)【教師參考·備選題】以初速度

v0

豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的物體，設(shè)物體在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小不變，物體經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)最高點(diǎn)．求：(1)物體由最高點(diǎn)落回原地所用時(shí)間t1.(2)物體落回原地時(shí)的速度v1

的大?。猓何矬w的運(yùn)動(dòng)分為上升階段和下降階段，再分析這兩個(gè)階段物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況．取向上為正．上升階段：體受重力mg和空氣阻力f，方向都向下，由牛頓第二定律得： －(mg＋f)＝－ma考點(diǎn)2超重和失重1．超重和失重的定義大于(1)超重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)_______物體所受重力的現(xiàn)象．小于

(2)失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)_______物體所受重力的現(xiàn)象． (3)完全失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)依K的拉力)為____的現(xiàn)象．零2．發(fā)生超重或失重現(xiàn)象的條件上加速(1)發(fā)生超重現(xiàn)象的條件：具有向_____的加速度．如物體向上做________運(yùn)動(dòng)或向下做_________運(yùn)動(dòng)．減速下(2)發(fā)生失重現(xiàn)象的條件：具有向_____的加速度．如物體做向上______運(yùn)動(dòng)或向下________運(yùn)動(dòng)．減速加速

(3)拓展：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，只要加速度具有向上的分量，物體就處于超重狀態(tài)；同理只要加速度具有向下的分量，物體就處于失重狀態(tài)．3．超重重和失重重的本質(zhì)質(zhì)超重和失失重在本本質(zhì)上并并不是物物體受到到的重力力(實(shí)重重)發(fā)生生了變化，而而是物體體在豎直直方向有有加速度度時(shí)，物體對(duì)對(duì)支持物物的壓力力或?qū)依K繩的拉力力(視重)發(fā)生了了變化，，即看起起來好了，但實(shí)際上物體的重力并沒有發(fā)生變化．D3．(單選)下列關(guān)于于超重和和失重的說法中中，正確確的是()A．物體處處于超重重狀態(tài)時(shí)時(shí)，其重重力增加加了B

C．物體處于超重或者失重狀態(tài)時(shí)，其慣性比物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)增加或減小了

D．物體處于超重或者失重狀態(tài)時(shí)，其質(zhì)量和受到的重力都沒有發(fā)生變化解析：不不管是超超重還是是失重，，發(fā)生變變化的是是視重，，而物體體的實(shí)際重重力并沒沒有變化化；衡量量物體慣慣性大小小的因素素為物體體的質(zhì)量，超重重和失重重時(shí)物體體的質(zhì)量量均無變變化，所所以慣性性也未變變化．因此正確確答案為為D.4．(單選)某同學(xué)站站在體重計(jì)上上，在他重計(jì)示數(shù)數(shù)將()DA．始終變變小B．始終變變大C．先變大大，后變變小，最后后等于他他的重力力D．先變小小，后變變大，最最后等于于他的重重力解析：該同學(xué)下下蹲過程程中先加加速下降降、后減減速下降降．在加加速下降過過程中，，其加速速度方向向向下，，人處于于失重狀狀態(tài)，體體重計(jì)示數(shù)小于于人的重重力；在在減速下下降過程程中，其其加速度度方向向向上，人處于超超重狀態(tài)態(tài)，體重重計(jì)示數(shù)數(shù)大于人人的重力力．人最最后蹲在在體重計(jì)上靜止止時(shí)體重重計(jì)示數(shù)數(shù)等于人人的重力力．考點(diǎn)3應(yīng)用牛頓頓運(yùn)動(dòng)定定律的方方法1．正交交分解法法：當(dāng)物物體的受受力情受力的具體情況和運(yùn)動(dòng)情況建立合適的直角坐標(biāo)系，利用正交分解法來解． 2．整體法和隔離法 解決力學(xué)問題時(shí)，為解題方便，常將研究對(duì)象與其他物體隔離出來進(jìn)行受力分析，應(yīng)用相應(yīng)的定律來分析求解，這種方法稱為隔離法．但有時(shí)又要以整體為研究對(duì)象(此時(shí)要求整體內(nèi)部有相同的加速度)，然后對(duì)整體進(jìn)行研究，這種方法稱為整體法．整體法和隔離法在解題中往往是交替使用．(1)對(duì)對(duì)于系統(tǒng)統(tǒng)中各物物體的加加速度都都相同的的連接體體問題，，由于在系統(tǒng)中中將各物物體看成成一個(gè)整整體，可可先分析析整體的的受力情情況和運(yùn)動(dòng)情況況，然后后根據(jù)牛牛頓第二二定律，，求出整整體所受受外力的的某一未知力或或加速度度．若要要求系統(tǒng)統(tǒng)中兩個(gè)個(gè)物體間間的作用用力，則則應(yīng)用隔離法．．將系統(tǒng)統(tǒng)中的一一個(gè)物體體從系統(tǒng)統(tǒng)隔離出出來，進(jìn)進(jìn)行受力力分析，，然后根據(jù)據(jù)牛頓第第二定律律，求出出相互作作用力中中的某一一個(gè)未知知力，這類問題題是整體體法和隔隔離法交交替應(yīng)用用來解決決的．(2)對(duì)對(duì)于系統(tǒng)統(tǒng)中各物物體的加加速度各各不相同同，如在在系統(tǒng)中中有一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)物體靜止，且相互作用，這類問題應(yīng)采用牛頓第二定律和平衡條件聯(lián)立來求解，應(yīng)用隔離法．通過對(duì)某一物體的分析，應(yīng)用牛頓第二定律(或平衡條件)求出兩物體間的作用力，再過渡到另一物體上，應(yīng)用平衡條件(或牛頓第二定律)求出最后結(jié)果．5．(單選)兩個(gè)質(zhì)量量相同的物體1和和2緊緊靠在在一起放放在光滑滑水平桌面面上，如如圖3－3－－1所所示．如如果它們們分別受受到水平平推力)CF1和F2，且F1＞F2，則1施施于2的的作用力的大大小為(圖3－3－－1圖136．如圖3－3－2所所示，質(zhì)量量為0.5kg的的物體在與水水平面成30°角的拉拉力F作用下，沿水水平桌面向右右做直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)，經(jīng)過0.5m的距離速度由由0.6m/s變變?yōu)?.4m/s，，已知物體與與桌面間的動(dòng)動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，求求作用力F的大小．(g＝10m/s2)圖3－3－－2解：對(duì)物體受力分分析，建立直直角坐標(biāo)系如如圖14.圖14熱點(diǎn)1連接體問題【例1】在2008年北京京殘奧會(huì)開幕式上，運(yùn)動(dòng)動(dòng)員手拉繩索索向上攀登，最最終點(diǎn)燃了主主火炬，體現(xiàn)現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)動(dòng)員堅(jiān)韌不拔拔的意志和自強(qiáng)不不息的精神．．為了探究上上升過程中運(yùn)運(yùn)動(dòng)員與繩索索和吊椅間的作用用，可將過程程簡化．一根根不可伸縮的的輕繩跨過輕輕質(zhì)的定滑輪，一一端掛一吊椅椅，另一端被被坐在吊椅上上的運(yùn)動(dòng)員拉拉住，如圖3－3－3所示示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員員的質(zhì)量為65kg，，吊椅的質(zhì)量量為15kg，不計(jì)定滑輪與與繩子間的摩摩擦．重力加加速度取g＝10m/s2.當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起起正以加速度度a＝1m/s2上升時(shí)，試求求：圖3－3－－3(1)運(yùn)動(dòng)員員豎直向下拉拉繩的力；(2)運(yùn)動(dòng)員員對(duì)吊椅的壓壓力．解析：解法一：(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到到繩向上的拉拉力為F，由于跨過定滑輪輪的兩段繩繩子拉力相相等，吊椅椅受到繩的的拉力也是是F.對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊吊椅整體進(jìn)進(jìn)行受力分分析如圖3－3－4甲所示，則則有：2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a甲乙圖3－3－4解得F＝440N由牛頓第三三定律，運(yùn)運(yùn)動(dòng)員豎直直向下拉繩繩的力：F′＝440N(2)設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)員的支支持力為FN，對(duì)運(yùn)動(dòng)員員進(jìn)行受力力分析如圖乙所示示，則有：：F＋FN－m人g＝m人aFN＝275N由牛頓第三三定律，運(yùn)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊吊椅的壓力力為275N.解法二：設(shè)運(yùn)動(dòng)員和和吊椅的質(zhì)質(zhì)量分別為為M和m；運(yùn)動(dòng)員豎豎直向下的拉拉力為F，對(duì)吊椅的的壓力大小小為FN.根據(jù)牛頓第第三定律，，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)員的拉力力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支支持力為FN.分別以運(yùn)動(dòng)動(dòng)員和吊椅椅為研究對(duì)對(duì)象，根據(jù)據(jù)牛頓第二定律律①②F＋FN－Mg＝MaF－FN－mg＝ma由①②得F＝440N，F(xiàn)N＝275N.連接體問題題是牛頓第第二定律應(yīng)應(yīng)用中的重重點(diǎn)，體現(xiàn)現(xiàn)在多個(gè)物體相相對(duì)靜止，，一起運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)，可以以把這些相相對(duì)靜止的的物體看做連接體體，連接體體中的每一一部分都具具有相同的的加速度．．同時(shí)，有些情況，，比如帶有有滑輪的題題目中，也也可以把連兩個(gè)物體具有大小相同的加速度的問題來求解．要點(diǎn)是連接體中，整體的加速度與其中每一個(gè)個(gè)體的加速度均相同．1．(雙選)(2010年東莞一中模擬)如圖3－3－5所示，A、B兩物體質(zhì)量量分別為mA、mB，緊靠著放放在光滑水水平面上，，現(xiàn)用水)平力F推A，用FN表示A對(duì)B的壓力，以以下判斷正正確的是(A．若mA＝mB，則FN＝FB．若mA＝mB，則FN<FC．若mA>mB，則FN<FD．若mA>mB，則FN>FBC圖3－3－5解析：本題無需計(jì)計(jì)算，由于于整體與B的加速度相相同，故整整體受的合外外力F一定大于B受的合外力力，故選擇擇B、C.熱點(diǎn)2超重和失重重【例2】(雙選)(廣東六校2011屆高三聯(lián)考考)如圖3－3－6所示，輕質(zhì)彈彈簧的上端固定在在電梯的天天花板上，，彈簧下端端懸掛一個(gè)小鐵球，在在電梯運(yùn)時(shí)的伸長量大了，這一現(xiàn)象表明() 圖3－3－6 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下 D．乘客一定處在超重狀態(tài)BD解析：電梯靜止時(shí)時(shí)，彈簧的的拉力和小小鐵球所受受重力相等等．現(xiàn)在，彈簧簧的伸長量量變大，則則彈簧的拉拉力變大，，小鐵球的的合力方向向上，，加速度方方向向上，，小鐵球處處于超重狀狀態(tài)．但是是電梯的運(yùn)動(dòng)方向向可能向上上也可能向向下，故選選BD.由于超重失失重在現(xiàn)實(shí)實(shí)生活中常常見，所以以高考比較較注重本部分的的考察．要要注意的是是，超重、、失重只是是兩個(gè)現(xiàn)象象，并不能用超重重和失重現(xiàn)現(xiàn)象來直接接解決問題題．解決超超重失重的的問題最終還是利利用牛頓第第二定律的的知識(shí)．2．(雙選)(2010年廣東實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中學(xué)高三三月考)在最近的校校運(yùn)會(huì)上，體重為m＝50kg的小小維在最后后一次以背背越式成功功地跳過了1.80米米的高度度奪得高三三級(jí)跳高冠冠軍，他成成為了我們們心中的偶像像．如果忽略空空氣阻力，，則下列關(guān)關(guān)于小維跳跳高過程中中的說法正正確的有()ACA．小維下下降過程處處于失重狀狀態(tài)B．小維起起跳以后在在上升過程程處于超重狀態(tài)C．小維起起跳時(shí)地面面對(duì)他的支支持力大于于他的重力力D．小維起起跳時(shí)地面面對(duì)他的支支持力小于于他的重力力解析：忽略空氣阻阻力，跳高高過程可以以看成豎直直上拋運(yùn)動(dòng)動(dòng)，全過程具有有向下的加加速度，上上升過程和和下落過程程都處于完完全失重狀態(tài)，故故A正確，B錯(cuò)誤．跳高高運(yùn)動(dòng)員要要從地面跳跳起，必須須具有豎直向向上的加速速度，所以以地面給運(yùn)運(yùn)動(dòng)員的支支持力必須須大于運(yùn)動(dòng)員的重重力，故C正確．易錯(cuò)點(diǎn)：整整體法和隔隔離法的應(yīng)應(yīng)用【例1】如圖3－3－7，，m和M保持相對(duì)靜靜止，一起起沿傾角為θ的光滑斜面面下滑，則則M和m間的摩擦力力大小是多多少？圖3－3－7錯(cuò)解分析：：錯(cuò)解：以m為研究對(duì)象象，如圖3－3－8，物體受重力mg、支持力N、摩擦力f，如圖建立立坐標(biāo)有：：圖3－3－8再以m＋M為研究對(duì)象象分析受力力，如圖3－3－9，圖3－3－9(m＋M)g·sinθ＝(M＋m)a③據(jù)式 造成錯(cuò)解主要是沒有好的解題習(xí)慣，只是盲目的模仿，似乎解題步驟不少，但思維沒有跟上．要分析摩擦力就要找接觸面，摩擦力方向一定與接觸面相切，這一步是堵住錯(cuò)誤的起點(diǎn)．犯以上錯(cuò)誤的客觀原因是思維定勢，一見斜面就覺得摩擦力應(yīng)沿斜面方向．歸結(jié)還是對(duì)物理過程分析不清．正確確解解析析：：因?yàn)闉閙和M保持持相相對(duì)對(duì)靜靜止止，，所所以以可可以以將將(m＋M)整體體視視為為研研究究對(duì)對(duì)象象．．受受力力分分析析，，如如圖圖3－3－9，，建建立立坐坐標(biāo)標(biāo)，，根根據(jù)據(jù)牛頓頓第第二二定定律律列列方方程程：：x：(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a①解得得a＝gsinθ，方方向向沿沿斜斜面面向向下下．．因?yàn)闉橐笄髆和M間的的相相互互作作用用力力，，再再以以m為研研究究對(duì)對(duì)象象，，受受力如如圖圖3－3－10.圖3－－3－－10因?yàn)闉閙、M的加加速速度度是是沿沿斜斜面面方方向向，，需需將將其其分分解解為為水水平平方方向和和豎豎直直方方向向，，如如圖圖3－3－11.圖3－－3－－11此題題可可以以視視為為連連接接體體問問題題．．連連接接體體問問題題對(duì)對(duì)在在解解題題過過程中中選選取取研研究究對(duì)對(duì)象象很很重重要要．．有有時(shí)時(shí)以以整整體體為為研研究究對(duì)對(duì)象象，，有有時(shí)時(shí)以以單單個(gè)物物體體為為研研究究對(duì)對(duì)象象．．整整體體作作為為研研究究對(duì)對(duì)象象可可以以將將不不知知道道的的相相互互作作用力力去去掉掉，，單單