(全國通用版)2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動定律 第9

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第9講牛頓運(yùn)動定律的綜

合應(yīng)用

1．超重和失重

(1)實(shí)重與視重

①實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，與物體的運(yùn)動狀態(tài)__無關(guān)__.

②視重：當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計(jì)或臺秤的__示數(shù)__稱為視重；視重大小等于彈簧測力計(jì)所受物體的__拉力__或臺秤所受物體的__壓力__.

(2)超重、失重和完全失重的比較

(1)整體法和隔離法

①整體法

當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的__加速度__相同時，可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個__整體__，分析其受力和運(yùn)動情況，運(yùn)用牛頓第二定律對__整體__列方程求解的方法．

②隔離法

當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的__內(nèi)力__時，常把某個物體從系統(tǒng)中__隔離__出來，分析其受力和運(yùn)動情況，再用牛頓第二定律對__隔離__出來的物體列方程求解的方法．

(2)動力學(xué)圖象

①三種圖象：v－t圖象、a－t圖象、F－t圖象．

②圖象間的聯(lián)系：加速度是聯(lián)系v－t圖象與F－t圖象的橋梁．

1．請判斷下列表述是否正確，對不正確的表述，請說明原因．

(1)超重就是物體的重力變大的現(xiàn)象．(×)

解析不管超重還是失重，物體本身重力并不變．

(2)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于物體的重力．(×)

解析減速上升和加速下降，物體加速度的方向均向下，物體對地板的壓力小于物體的重力，處于失重狀態(tài)．

(3)加速上升的物體處于超重狀態(tài)．(√)

(4)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)．(×)

解析加速度豎直向下且等于g的物體，處于完全失重狀態(tài)．(5)處于完全失重狀態(tài)的物體，重力并沒有發(fā)生變化．(√)

(6)超重和失重現(xiàn)象與物體運(yùn)動的速度大小和方向無關(guān)．(√)

(7)站在臺秤上的人下蹲過程中，臺秤的示數(shù)保持不變．(×)

解析站在臺秤上的人下蹲過程，加速度先向下再向上，人先失重再超重，臺秤的示數(shù)先減小再增大．

2．(多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力(AD)

A．t＝2s時最大B．t＝2s時最小

C．t＝8.5s時最大D．t＝8.5s時最小

解析當(dāng)電梯有向上的加速度時，人處于超重狀態(tài)，人對地板的壓力大于重力，向上的加速度越大，壓力越大，因此t＝2s時，壓力最大，選項(xiàng)A正確；當(dāng)有向下的加速度時，人處于失重狀態(tài)，人對地板的壓力小于人的重力，向下的加速度越大，壓力越小，因此t＝8.5s時壓力最小，選項(xiàng)D正確．

一對超重和失重的理解

[例1]廣州塔，昵稱小蠻腰，總高度達(dá)600米，游客乘坐觀光電梯大約一分鐘就可以到達(dá)觀光平臺．若電梯簡化成只受重力與繩索拉力，已知電梯在t＝0時由靜止開始上升，a－t圖象如圖所示，則下列相關(guān)說法正確的是(D)

A．t＝4.5s時，電梯處于失重狀態(tài)

B．5～55s時間內(nèi)，繩索拉力最小

C．t＝59.5s時，電梯處于超重狀態(tài)

D．t＝60s時，電梯速度恰好為零

解析利用a－t圖象可判斷t＝4.5s時，電梯有向上的加速度，電梯處于超重狀態(tài)，則選項(xiàng)A錯誤；0～5s時間內(nèi)，電梯處于超重狀態(tài)，拉力>重力，5～55s時間內(nèi)，電梯處于勻速上升過程，拉力＝重力，55～60s時間內(nèi)，電梯處于失重狀態(tài)，拉力<重力，綜上所述，選項(xiàng)B、C錯誤；因a－t圖線與t軸所圍的“面積”代表速度改變量，而圖中橫軸上方的“面積”與橫軸下方的“面積”相等，則電梯的速度在t＝60s時為零，選項(xiàng)D正確．

判斷超重和失重現(xiàn)象的三個角度

(1)從受力的角度判斷

當(dāng)物體受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．

(2)從加速度的角度判斷

當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)．

(3)從速度變化角度判斷

①物體向上加速或向下減速時，超重；

②物體向下加速或向上減速時，失重．

二動力學(xué)中的圖象問題

為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖．飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止．某次降落，以飛機(jī)著艦為計(jì)時零點(diǎn)，飛機(jī)在t＝0.4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度—時間圖線如圖乙所示．假如無阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m．已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g，則(AC)

A．從著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的