高考物理总复习 第三章 第二单元 第3课 牛顿运动定律的综合应用课件 (2).ppt

第二单元专题 牛顿运动定律的应用第3课牛顿运动定律的综合应用 第三章力与运动 知能要求与高考展望 1 理解超重和失重的物理含义 掌握运用超重或失重的思维意识对快速解决物理问题的作用 2 高考主要以选择题出现 课前自修 1 超重条件 系统具有 的加速度 结果 物体对支持面的压力或对悬绳的拉力 物体自身的重力 大于 向上 2 失重条件 系统具有 的加速度 结果 物体对支持面的压力或对悬绳的拉力 物体自身的重力 3 特例 完全失重条件 系统具有 的加速度 且加速度的大小等于 结果 物体对支持面的压力或对悬绳的拉力 等于零 向下 小于 向下 重力加速度 重难突破 1 对超重和失重的深刻理解 1 超重 物体的加速度方向是竖直向上的 物体并不一定是竖直向上做加速运动 也可以是竖直向下做减速运动 失重 物体的加速度方向是竖直向下的 物体并不一定是竖直向下做加速运动 也可以是竖直向上做减速运动 2 尽管物体不在竖直方向上运动 但只要其加速度在竖直方向上有分量 当ay方向竖直向上时 物体处于超重状态 当ay方向竖直向下时 物体处于失重状态 3 当物体处于完全失重状态时 重力只产生使物体具有a g的加速度效果 平时一切由重力产生的物理现象都会完全消失 如单摆停摆 天平失效 浸在水中的物体不再受浮力 液体柱不再产生压强等 2 对超重和失重的理解应注意下列几点 1 物体处于超重或失重时 物体的重力始终存在 在位置变化不大的情况下 大小也没有变化 2 发生超重或失重现象与物体的速度无关 只决定于加速度的大小和方向 3 牛顿运动定律应用中的整体法和隔离法 1 整体法 当连接体内 即系统内 各物体具有相同的加速度时 可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑 分析其受力和运动情况 运用牛顿第二定律对整体列方程求解 2 隔离法 当研究对象涉及由多个物体组成的系统时 若要求出连接体内物体间的相互作用力 则应把某个物体或某几个物体从系统中隔离出来 分析其受力情况及运动情况 再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解 题型探究 题型一 理解概念 正确推理 例1 在以加速度a匀加速上升的电梯中 有一个质量为m的人 下列说法中正确的是 a 此人受到的重力为mgb 此人受到的重力为m g a c 人对电梯的压力为m g a d 此人的视重为mg 审题突破 本题考查对超重过程中重力 压力 视重概念的理解 既要清楚这些概念的含义 又要注意运用牛顿运动定律推导判断 解析 重力是由于地球的吸引而产生的 与运动状态无关 故此人的重力仍为mg a项正确 b项错误 以人为研究对象 其受力如图所示 根据牛顿第二定律 有 fn mg ma 得电梯对人的支持力为fn m g a 根据牛顿第三定律知人对电梯的压力大小为f n fn m g a c项正确 若在电梯地板上放一磅秤 人站在磅秤上 则可看到磅秤的读数为m g a 即视重 d项错误 答案 ac 方法点窍 在考查超重或失重的选择题中 经常涉及重力 压力 或拉力 视重等概念 要明确重力是由于地球的吸引而产生的 与运动状态无关 人对接触物的压力 或拉力 要靠牛顿第二定律导出 而视重就是人对可读仪器 如弹簧秤 上产生的压力 或拉力 所指示的读数 不是重力 即人对接触物的压力 或拉力 就是视重 题型二 利用v t图象判断超重或失重 例2 某科技兴趣小组用实验装置模拟火箭发射卫星 火箭点燃后从地面竖直升空 燃料燃尽后火箭的第一级 第二级相继脱落 实验中测得卫星竖直方向的v t图象如图所示 假设燃料燃烧时产生的推力大小恒定 不计空气阻力 实验只在低空完成 下列判断中正确的是 a t2时刻卫星到达最高点 t3时刻卫星落回地面b 卫星在0 t1时间内的加速度大于t1 t2时间内的加速度c t1 t2时间内卫星处于超重状态 t2 t3时间内卫星处于完全失重状态d 卫星在t2 t3时间内的加速度等于重力加速度 审题突破 本题既考查对v t图的理解 又考查联系实际分析判断超重或失重的自然问题 一定要对加速度的方向作出正确的判断 才能正确判断超重或失重 解析 由于图线中0 t3时间内v 0 所以图线描述的是火箭一直上升的过程 a项错误 图线的斜率表明了火箭上升过程的加速度大小 卫星在0 t1时间内的加速度小于t1 t2时间内的加速度 b项错误 0 t2时间内火箭的加速度为正 表示方向向上 处于超重状态 t2 t3时间内加速度为负 方向向下 即减速上升 处于失重过程 c项正确 因在t2 t3时间内火箭已脱落 又没有空气阻力 且实验在低空完成 卫星做竖直上抛运动 加速度为重力加速度 d项正确 答案 cd 方法点窍 判断超重或失重一定要明确加速度的方向 而火箭发射或卫星接收过程中v t图线向上走表明加速度向上 可判断为超重 图线向下走表明加速度向下 可判断为失重 题型三 由f t图象分析物体的运动情况 例3 在电梯的地板上放置一个压力传感器 在传感器上放一个重力为20n的物块 如图甲所示 在0 t1内 电梯是静止的 当电梯开始运动后计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系如图乙所示 下列对电梯运动情况的判断正确的是 a 电梯可能开始停在地面 从t1 t5 电梯一直匀加速至最高楼层b 电梯可能开始停在地面 在t1 t2电梯向上先加速 t2 t3匀速 t3 t4减速至静止 t4 t5停止于最高楼层c 电梯可能开始停在高楼层 在t1 t2电梯向下先减速 t2 t3匀速 t3 t4又减速至静止 t4 t5停止于地面d 电梯在t1 t2的加速度先变大后恒定 t3 t4的加速度先恒定后变大 审题突破 本题考查从f t图象中提取信息 分析电梯运动的情况 解析 在0 t1内 电梯是静止的 这时传感器所受的压力等于物块重力 为20n 在t2 t3压力大于重力 只能说明电梯向上加速或向下减速 但电梯开始没有速度 不可能向下减速 这段时间压力先变大后恒定 由a 知加速度也先变大后恒定 在t2 t3由于压力又等于重力 说明向上做匀速运动 在t3 t4由于压力又小于重力 说明向上做减速运动 这段时间压力先恒定后增大 由a 知加速度先恒定后变小 故本题的正确选项为b 答案 b 方法点窍 从f t图象中提取信息的时候 要注意电梯开始是什么状态的 若静止 则不可能做减速运动 而到底是加速还是减速可通过压力与重力的比较来判断 对于减速的时候 要用大的力减去小的力来分析加速度的大小 不能按思维定势用压力减去重力来判断加速度的大小 不然就会出错 题型四 整体法与隔离法的应用 例4 如图所示 机车的质量为m 拖车的质量为m 水平地面对机车及拖车的阻力分别为f1和f2 机车发动机提供的牵引力为f 机车及拖车运动的加速度为a 机车对拖车的牵引力为f 则 审题突破 由于机车及拖车具有相同的加速度 所以可以把它们看成一个 整体 进行分析 解出整体的加速度 再通过隔离体解机车对拖车的牵引力 解析 选机车及拖车组成的系统为研究对象 水平方向受力如题图所示 由牛顿第二定律 有 f f1 f2 m m a 则机车及拖车运动的加速度的大小为 选拖车为研究对象 设机车对拖车的牵引力为f 水平方向受力情况如下图所示 由牛顿第二定律 有 f f2 ma 则 答案 ac 方法点窍 牛顿第二定律中的加速度 合外力和质量都同属一个物体的 所以 运用整体法与隔离法解题时一定要把研究对象确定好 把研究对象的受力情况搞清楚 随堂训练 1 在封闭系统中用弹簧秤称一物体的重力 由弹簧秤的读数的变化可判断出系统的运动状态 下列说法中正确的是 a 读数偏大 则系统可能向上加速运动b 读数偏小 则系统一定向下加速运动c 读数准确 则系统一定做匀速直线运动d 读数时大时小 则系统一定做上下的往复运动 错解 1 错选b 没有注意系统可能向上减速 2 错选c 没有注意系统可能静止 3 错选d 没有注意系统可能向上 或向下 时而做匀加速运动时而做匀减速运动 答案 a 2 如图所示 小明在校运会上 最后一次以背越式成功地跳过了1 80米的高度 成为高三组跳高冠军 若忽略空气阻力 则下列说法中正确的是 a 小明在起跳离地前处于超重状态b 小明在起跳离地前处于失重状态c 小明起跳后在上升过程中处于超重状态d 小明起跳后无论在上升还是下降过程中均处于完全失重状态 错解 错选b c 不知道起跳