高三复习 牛顿第二定律的综合应用

1、第第3 3课时牛顿第二定律的综合应用课时牛顿第二定律的综合应用 知识梳理知识梳理考点透析考点透析 微课拓展微课拓展 知识梳理知识梳理 教材导引教材导引 以题扣点以题扣点 教材导读教材导读 1.1.阅读教材从受力角度分析说明自由落体运动的加速度为什么阅读教材从受力角度分析说明自由落体运动的加速度为什么 不变不变? ? 答案答案: :物体在自由下落的过程中所受重力的大小、方向不变物体在自由下落的过程中所受重力的大小、方向不变, ,所所 以加速度的大小、方向也不变以加速度的大小、方向也不变. . 2.2.教材中人站在体重计上教材中人站在体重计上, ,下蹲、起立下蹲、起立, ,也能看到体重计的示数也能

2、看到体重计的示数 小于或大于人的重力小于或大于人的重力, ,体重计的示数变化时体重计的示数变化时, ,地球对人的实际作地球对人的实际作 用力怎样变化用力怎样变化? ? 答案答案: :没有变化没有变化. . 基础提点基础提点 知识点一知识点一 超重、失重超重、失重 状态状态 比较比较 超重超重失重失重 本质特征本质特征物体具有物体具有 的加速度的加速度a a 物体具有物体具有 的加的加 速度速度a a 现象表现现象表现 对悬挂物的拉力或对支持物的对悬挂物的拉力或对支持物的 压力压力 重力重力 对悬挂物的拉力或对支持对悬挂物的拉力或对支持 物的压力物的压力 重力重力 可能的运动可能的运动竖直向上竖

3、直向上 速或向下减速速或向下减速竖直向下加速或向上竖直向下加速或向上 速速 说明说明 (1)(1)失重情况下失重情况下, ,物体具有竖直向下的加速度物体具有竖直向下的加速度a=ga=g时为时为“完全完全 失重失重” (2)(2)在完全失重状态下在完全失重状态下, ,平常由重力产生的一切物理现象都平常由重力产生的一切物理现象都 会消失会消失, ,比如物体对桌面无压力、浸在水里的物体不受浮力比如物体对桌面无压力、浸在水里的物体不受浮力 等等, ,但物体仍受重力作用但物体仍受重力作用 竖直向上竖直向上 竖直向下竖直向下 大于大于 小于小于 加加减减 【试练【试练1 1】 在探究超重和失重规律时在探究

4、超重和失重规律时, ,某体重为某体重为G G的同学站在一的同学站在一 压力传感器上完成一次下蹲动作压力传感器上完成一次下蹲动作, ,传感器和计算机相连传感器和计算机相连, ,经计算经计算 机处理后得到压力机处理后得到压力F F随时间随时间t t变化的图像变化的图像, ,则下列图像中可能正则下列图像中可能正 确的是确的是( ( ) )D D 解析解析: :该同学下蹲过程中该同学下蹲过程中, ,其加速度方向先向下后向上其加速度方向先向下后向上, ,故先失重故先失重 后超重后超重, ,故选项故选项D D正确正确. . 典型的临界问题典型的临界问题知识点二知识点二 1.1.接触与脱离的临界条件接触与脱

5、离的临界条件 两物体相接触或脱离的临界条件是接触但接触面间弹力两物体相接触或脱离的临界条件是接触但接触面间弹力F FN N= = . . 2.2.相对静止或相对滑动的临界条件相对静止或相对滑动的临界条件 两物体相接触且处于相对静止时两物体相接触且处于相对静止时, ,常存在着静摩擦力常存在着静摩擦力, ,则相对则相对 静止或相对滑动的临界条件是静止或相对滑动的临界条件是: :静摩擦力达到静摩擦力达到 . . 3.3.绳子断裂与松弛的临界条件绳子断裂与松弛的临界条件 绳子断与不断的临界条件是绳子张力等于它所能承受的最大绳子断与不断的临界条件是绳子张力等于它所能承受的最大 张力张力. .绳子松弛的临

6、界条件是绳子松弛的临界条件是F FT T=0.=0. 4.4.速度最大的临界条件速度最大的临界条件 在变加速运动中在变加速运动中, ,当加速度减小为零时当加速度减小为零时, ,速度达到速度达到 . . 0 0 最大值最大值 最大值最大值 答案答案: :gtangtan 考点透析考点透析 突破重难突破重难 课堂探究课堂探究 超重与失重现象超重与失重现象考点一考点一 1.1.在发生超重、失重现象时在发生超重、失重现象时, ,物体的重力依然存在物体的重力依然存在, ,且不发生变化且不发生变化, , 只是物体对支持物的压力只是物体对支持物的压力( (或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) )发生了变化发生

7、了变化( (即即“视视 重重”发生变化发生变化).). 2.2.只要物体有向上或向下的加速度只要物体有向上或向下的加速度, ,物体就处于超重或失重状态物体就处于超重或失重状态, ,与与 物体向上运动还是向下运动无关物体向上运动还是向下运动无关. . 3.3.尽管物体的加速度不是在竖直方向尽管物体的加速度不是在竖直方向, ,但只要其加速度在竖直方向但只要其加速度在竖直方向 上有分量上有分量, ,物体就会处于超重或失重状态物体就会处于超重或失重状态. . 4.4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的. . 【例【例1 1】

8、 (2014(2014山师附中检测山师附中检测)()(多选多选) )如图所示如图所示, ,升降机天花板上用升降机天花板上用 轻弹簧测力计悬挂一物体轻弹簧测力计悬挂一物体, ,升降机静止时弹簧测力计的读数为升降机静止时弹簧测力计的读数为10 N, 10 N, 现让物体随升降机一起运动现让物体随升降机一起运动, ,弹簧测力计稳定时的读数为弹簧测力计稳定时的读数为12 N,12 N,则则 (g=10 m/s(g=10 m/s2 2)()( ) ) A.A.物体随升降机一起运动时的重力为物体随升降机一起运动时的重力为12 N12 N B.B.物体的加速度大小一定等于物体的加速度大小一定等于2 m/s2

9、 m/s2 2 C.C.物体可能减速下降物体可能减速下降 D.D.物体处于超重状态物体处于超重状态, ,一定加速上升一定加速上升 BCBC 思路探究思路探究: :物体随升降机一起运动时物体随升降机一起运动时, ,升降机的加速度方向怎样升降机的加速度方向怎样? ?运动状运动状 态怎样态怎样? ? 答案答案: :物体随升降机一起运动时物体随升降机一起运动时, ,物体超重物体超重, ,加速度向上加速度向上, ,升降机可能向升降机可能向 上加速上加速, ,也可能向下减速也可能向下减速. . 误区警示误区警示 物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,

10、 ,与速度与速度 的大小和方向无关的大小和方向无关. . 变式训练变式训练1-1:(20141-1:(2014北京理综北京理综) )应用物理知识分析生活中的常见应用物理知识分析生活中的常见 现象现象, ,可以使物理学习更加有趣和深入可以使物理学习更加有趣和深入. .例如平伸手掌托起物体例如平伸手掌托起物体, , 由静止开始竖直向上运动由静止开始竖直向上运动, ,直至将物体抛出直至将物体抛出. .对此现象分析正确对此现象分析正确 的是的是( ( ) ) A.A.手托物体向上运动的过程中手托物体向上运动的过程中, ,物体始终处于超重状态物体始终处于超重状态 B.B.手托物体向上运动的过程中手托物体

11、向上运动的过程中, ,物体始终处于失重状态物体始终处于失重状态 C.C.在物体离开手的瞬间在物体离开手的瞬间, ,物体的加速度大于重力加速度物体的加速度大于重力加速度 D.D.在物体离开手的瞬间在物体离开手的瞬间, ,手的加速度大于重力加速度手的加速度大于重力加速度 D D 解析解析: :加速度向上为超重向下为失重加速度向上为超重向下为失重, ,手托物体抛出的过程手托物体抛出的过程, ,必定必定 有一段加速过程有一段加速过程, ,即超重过程即超重过程, ,从加速后到手和物体分离的过程中从加速后到手和物体分离的过程中, , 可以匀速也可以减速可以匀速也可以减速, ,因此可能失重因此可能失重, ,

12、也可能既不超重也不失重也可能既不超重也不失重, , 选项选项A A、B B错误错误. .手与物体分离时的力学条件为手与物体分离时的力学条件为: :手与物体之间的压手与物体之间的压 力力 F FN N=0,=0,分离后手和物体一定减速分离后手和物体一定减速, ,物体减速的加速度为物体减速的加速度为g,g,手减手减 速要比物体快才会分离速要比物体快才会分离, ,因此手的加速度大于因此手的加速度大于g,g,选项选项C C错误错误, ,选项选项D D 正确正确. . 连接体问题连接体问题考点二考点二 (1)(1)现让杆和环均静止悬挂在空中现让杆和环均静止悬挂在空中, ,如图如图( (甲甲),),求绳中

13、拉力的大小求绳中拉力的大小; ; (2)(2)若杆与环保持相对静止若杆与环保持相对静止, ,在空中沿在空中沿ABAB方向水平向右做匀加速直线运动方向水平向右做匀加速直线运动, , 此时环恰好悬于此时环恰好悬于A A端的正下方端的正下方, ,如图如图( (乙乙) )所示所示. . 求此状态下杆的加速度大小求此状态下杆的加速度大小a;a; 为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力, ,方向如何方向如何? ? 思路探究思路探究: : (1)(1)杆和环静止在空气中时杆和环静止在空气中时, ,小铁环两侧的轻绳与竖直方向的小铁环两侧的轻绳与竖直方向的 夹角是否相等

14、夹角是否相等? ? 答案答案: :小铁环两侧的轻绳与竖直方向的夹角是相等的小铁环两侧的轻绳与竖直方向的夹角是相等的. . (2)(2)小铁环恰好悬于小铁环恰好悬于A A端的正下方时端的正下方时, ,小铁环受到绳的两个拉力是否相等小铁环受到绳的两个拉力是否相等? ? 答案答案: :小铁环受到绳的两个拉力相等小铁环受到绳的两个拉力相等. . (3)(3)求解第求解第(2)(2)问中的问中的小问时小问时, ,研究对象怎样选择会使求解过程更加简捷研究对象怎样选择会使求解过程更加简捷? ? 答案答案: :将杆和小铁环当成一个整体作为研究对象会使求解过程更加简捷将杆和小铁环当成一个整体作为研究对象会使求解

15、过程更加简捷. . 方法技巧方法技巧 (1)(1)连接体连接体( (系统系统) )各物体保持相对静止各物体保持相对静止, ,即具有相同的加即具有相同的加 速度速度. .解题时解题时, ,一般采用先整体、后隔离的方法一般采用先整体、后隔离的方法. . (2)(2)建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的建立直角坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的 原则原则, ,或者正交分解力或者正交分解力, ,或者正交分解加速度或者正交分解加速度. . ADAD 动力学中的临界极值问题动力学中的临界极值问题 考点三考点三 思路探究思路探究: :(1)m(1)m1 1随随m m2 2一起加速运动达到最大加

16、速度的条件是什么一起加速运动达到最大加速度的条件是什么? ? 答案答案:m:m1 1所受的静摩擦力达到最大静摩擦力所受的静摩擦力达到最大静摩擦力. . (2)m(2)m1 1、m m2 2不发生相对滑动的条件是什么不发生相对滑动的条件是什么? ? 答案答案:m:m2 2的加速度小于的加速度小于m m1 1的最大加速度的最大加速度. . 方法总结方法总结 求解动力学中的临界问题方法求解动力学中的临界问题方法 (1)(1)正确地进行受力分析和变化过程分析正确地进行受力分析和变化过程分析, ,找出临界点找出临界点. . (2)(2)灵活选用整体法和隔离法灵活选用整体法和隔离法, ,先利用临界值求出系

17、统的加速度先利用临界值求出系统的加速度, , 并由此进一步分析物体的受力情况和运动情况并由此进一步分析物体的受力情况和运动情况. . 答案答案: :14.4 NF33.6 N14.4 NF33.6 N 微课拓展微课拓展 探究动向探究动向 拓宽视野拓宽视野 “滑块滑块滑板模型滑板模型”探究探究 【典题】【典题】 (2013(2013全国新课标理综全国新课标理综)一长木板在水平地面上运动一长木板在水平地面上运动, ,在在t=0t=0 时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上, ,以后木板运动的速度以后木板运动的速度 时间图像如图所示时间图像如图所示. .已知

18、物块与木板的质量相等已知物块与木板的质量相等, ,物块与木板间及木板物块与木板间及木板 与地面间均有摩擦与地面间均有摩擦. .物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力, ,且且 物块始终在木板上物块始终在木板上. .取重力加速度的大小取重力加速度的大小g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,求求: : (1)(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数; ; (2)(2)从从t=0t=0时刻到物块与木板均停止运动时时刻到物块与木板均停止运动时, ,物块相对物块相对 于木板的位移大小于木板的位移大小. . 答案答案

19、: : (1)0.20 (1)0.200.300.30(2)1.125 m(2)1.125 m 1.1.高考命题新动向高考命题新动向 滑块在滑板上的运动既涉及两个物体受力情况的分析滑块在滑板上的运动既涉及两个物体受力情况的分析, ,又涉及又涉及 两物体间存在相对运动两物体间存在相对运动. .这种物理情景形式复杂多变这种物理情景形式复杂多变, ,也比较也比较 巧妙巧妙, ,并且这种力和运动之间的关系考查了分析能力并且这种力和运动之间的关系考查了分析能力, ,推理能推理能 力力, ,是近年来高考命题的新动向是近年来高考命题的新动向, ,例如例如20112011年全国新课标理综年全国新课标理综 中选择题创设的情景为中选择题创设的情景为: :光滑水平面上足够长的木板上叠放木光滑水平面上足够长的木板上叠放木 块块;2013