【优化方案】浙江省高考物理总复习 第3章第三节 牛顿运动定律的综合应用课件 大纲人教

第三节牛顿运动定律的综合应用

课堂互动讲练经典题型探究第三节牛顿运动定律的综合应用基础知识梳理知能优化演练一、超重和失重1．超重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_____物体所受重力的情况称为超重现象．(2)产生条件：物体具有_____的加速度．2．失重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_____物体所受重力的情况称为失重现象．(2)产生条件：物体具有_____的加速度．基础知识梳理大于向上小于向下3．完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)_____的情况称为完全失重现象．4．视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．视重大小等于秤所受的拉力或压力．为零特别提示：(1)物体超重或失重时，所受重力并没有变化．(2)物体是处于超重状态还是失重状态，与物体的速度没有关系．二、整体法与隔离法1．整体法当系统中各物体的_______相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的_________，当整体受到的外力已知时，可用_____________求出整体的加速度．2．隔离法从研究的方便出发，当求解系统内物体间___________时，常把物体从系统中“_____”出来，进行分析，依据牛顿第二定律列方程．加速度质量之和牛顿第二定律相互作用力隔离3．外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的______，而系统内各物体间的相互作用力为______．应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力．如果把某物体隔离出来作为研究对象，则______将转换为隔离体的______．外力内力内力外力一、对超重和失重的理解1．当物体处于超重和失重状态时，物体受到的重力并没有变化．所谓“超”和“失”，是指视重，“超”和“失”的大小取决于物体的质量和物体在竖直方向的加速度．2．物体是处于超重状态还是失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是向下．课堂互动讲练3．完全失重状态不仅仅只限于自由落体运动，只要物体具有竖直向下的等于g的加速度就处于完全失重状态．例如：不计空气阻力的各种抛体运动，环绕地球做匀速圆周运动的卫星等，都处于完全失重状态．在完全失重状态下，由于重力产生的一切现象都不存在了．例如，物体对水平支持面没有压力，对竖直悬线没有拉力，不能用天平测物体的质量，液柱不产生压强，在液体中的物体不受浮力等等．特别提醒：(1)由物体处于失重或超重状态，可判断加速度的方向为向下或向上，但并不能确定物体的速度方向．(2)当物体出现超重或失重时，物体的加速度不一定沿竖直方向，但加速度一定有竖直方向的分量．(3)如果系统内有的物体向上加速，有的物体向下加速，此时可考虑整体质心加速度的方向，来判断系统是处于失重还是超重．即时应用用(即时突破破，小试试牛刀)1.(2011年广东深深圳模拟拟)如图3－3－1所示，轻轻质弹簧簧的上端端固定在在电梯的的天花板板上，弹弹簧下端端悬挂一一个小铁铁球，在在电梯运运行时，，乘客发发现弹簧簧的伸长长量比电电梯静止止时的伸伸长量小小，这一一现象表表明()图3－3－1A．电梯一一定是在在下降B．电梯可可能是在在上升C．电梯的的加速度度方向一一定是向向上D．乘客一一定处在在失重状状态解析：选BD.电梯静止止时，弹弹簧的拉拉力和重重力相等等．现在在，弹簧簧的伸长长量变小小，则弹弹簧的拉拉力减小小，小铁铁球的合合力方向向向下，，加速度度向下，，小铁球球处于失失重状态态．但是是电梯的的运动方方向可能能向上也也可能向向下，故故选B、D.二、整体体法与隔隔离法选选取的原原则系统问题题是指在在外力作作用下几几个物体体连在一一起运动动的问题题，系统统内物体体的加速速度可以以相同，，也可以以不相同同，对该该类问题题处理方方法如下下：1．隔离法的选选取(1)适用情况：若若系统内各物物体的加速度度不相同，且且需要求物体体之间的作用用力．(2)处理方法：把把物体从系统统中隔离出来来，将内力转转化为外力，，分析物体的的受力情况和和运动情况，，并分别应用用牛顿第二定定律列方程求求解，隔离法法是受力分析析的基础，应应重点掌握．．2．整体法的选选取(1)适用情况：若若系统内各物物体具有相同同的加速度，，且不需要求求物体之间的的作用力．(2)处理方法：把把系统内各物物体看成一个个整体(当成一个质点点)来分析整体受受到的外力，，应用牛顿第第二定律求出出加速度(或其他未知量量)．3．整体法、隔隔离法交替运运用原则：若若系统内各物物体具有相同同的加速度，，且要求物体体之间的作用用力时，可以以先用整体法法求出加速度度，然后再用用隔离法选取取合适的研究究对象，应用用牛顿第二定定律求作用力力．即“先整整体求加速度度，后隔离求求内力”．特别提醒：运用整体法分分析问题时，，系统内各物物体的加速度度的大小和方方向均应相同同，如果系统统内各物体的的加速度仅大大小相同，如如通过滑轮连连接的物体，，应采用隔离离法求解．即时应用(即时突破，小小试牛刀)2.(2011年黑龙江适应应性测试)如图3－3－2所示，一个箱箱子中放有一一物体，已知知静止时物体体对下底面的的压力等于物物体的重力，，且物体与箱箱子上表面刚刚好接触．现现将箱子以初初速度v0竖直向上抛出出，已知箱子子所受空气阻阻力与箱子运运动的速率成成正比，且箱箱子运动过程程中始终保持持图示姿态．．则下列说法法正确的是()图3－3－2A．上升过程中中，物体对箱箱子的下底面面有压力，且且压力越来越越小B．上升过程中中，物体对箱箱子的上底面面有压力，且且压力越来越越大C．下降过程中中，物体对箱箱子的下底面面有压力，且且压力可能越越来越大D．下降过程中中，物体对箱箱子的上底面面有压力，且且压力可能越越来越小mg＋FN＝ma，则FN＝ma－mg，而a减小，则FN减小，所以上上升过程中物物体对箱子上上底面有压力力且压力越来来越小；同理理，当箱子和和物体下降时时，物体对箱箱子下底面有有压力且压力力越来越大．．故本题选C.(2009年高考广东卷卷)某人在地面上上用弹簧测力力计称得其体体重为490N．他将弹簧测测力计移至电电梯内称其体体重，t0至t3时间段内，弹弹簧测力计的的示数如图3－3－3所示，电梯运运行的v－t图可能是(取电梯向上运运动的方向为为正)()题型一超、失重现象的分析例1图3－3－3经典题型探究图3－3－4【答案】AD变式训练1在升降电梯内内的地面上放放一体重计，，电梯静止时时，晓敏同学学站在体重计计上，体重计计示数为50kg，电梯运动过过程中，某一一段时间内晓晓敏同学发现现体重计示数数如图3－3－5所示．在这段段时间内下列列说法中正确确的是()图3－3－5A．晓敏同学所所受的重力变变小了B．晓敏对体重重计的压力小小于体重计对对晓敏的支持持力C．电梯一定在在竖直向下运运动D．电梯的加速速度大小为g/5，方向一定竖竖直向下解析：选D.体重计示数变变小了，说明明该同学处于于失重状态，，但所受重力力并不变小，，A错；压力与支支持力是一对对相互作用力力，大小相等等，B错；电梯的加加速度一定向向下，但不一一定向下运动动，C错；由牛顿第第二定律可知知D对．(2011年宁波模拟)如图3－3－6所示，质量为为M的木木板板可可沿沿倾倾角角为为θ的光光滑滑斜斜面面下下滑滑，，木木板板上上站站着着一一个个质质量量为为m的人人，，问问：：题型二动力学中的连接体问题例2图3－3－6(1)为了了保保持持木木板板与与斜斜面面相相对对静静止止，，计计算算人人运运动动的的加加速速度度？？(2)为了了保保持持人人与与斜斜面面相相对对静静止止，，木木板板运运动动的的加加速速度度是是多多少少？？【解析析】(1)为了了使使木木板板与与斜斜面面保保持持相相对对静静止止，，必必须须满满足足木木板板在在斜斜面面上上的的合合力力为为零零，，所所以以人人施施于于木木板板的的摩摩擦擦力力F应沿沿斜斜面面向向上上，，故故人人应应加加速速向向下下跑跑．．现现分分别别对对人人和和木木板板应应用用牛牛顿顿第第二二定定律律：：对木木板板受受力力分分析析如如图图3－3－7所示示：：图3－3－7沿斜斜面面方方向向有有：：Mgsinθ－F＝0对人人受受力力分分析析如如图图3－3－8所示示：：图3－3－8【答案案】见解解析析【规律律总总结结】加速速度度相相同同的的连连接接体体问问题题，，即即可可以以用用隔隔离离法法也也可可以以用用整整体体法法解解决决；；加加速速度度不不同同的的连连接接体体问问题题只只能能用用隔隔离离法法来来研研究究．．变式式训训练练2在粗粗糙糙水水平平面面上上放放着着一一个个三三角角形形木木块块abc，在在它它的的两两个个粗粗糙糙斜斜面面上上分分别别放放有有质质量量为为m1和m2的两两个个物物体体，，m1>m2，如如图图3－3－9所示示，，若若三三角角形形木木块块和和两两物物体体都都是是静静止止的的，，则则粗粗糙糙水水平平面面对对三三角角形形木木块块()图3－3－9A．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，摩摩擦擦力力的的方方向向水水平平向向右右B．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，摩摩擦擦力力的的方方向向水水平平向向左左C．有有摩摩擦擦力力的的作作用用，，但但摩摩擦擦力力的的方方向向不不能能确确定定，，因因m1、m2、θ1、θ2的数数值值均均未未给给出出D．以以上上结结论论都都不不对对解析析：：选D.采用用整整体体法法．．因因为为三三个个物物体体均均处处于于静静止止状状态态，，所所以以a＝0，因此此三角角形木木块在在水平平方向向上不不受力力．故故选D.(满分样样板16分)如图3－3－10所示，，质量量m＝1kg的物块块放在在倾角角为θ的斜面面上，，斜面面体质质量M＝2kg，斜面面与物物块间间的动动摩擦擦因数数μ＝0.2，地面面光滑滑，θ＝37°°.现对斜斜面体体施加加一水水平推推力F，要使使物块块相对对斜面面静止止，力力F应为多多大？？(设物块块与斜斜面的的最大大静摩摩擦力力等于于滑动动摩擦擦力，，g取10m/s2)题型三动力学中的临界问题分析例3图3－3－10【思路点点拨】用极限限法把把F推向两两个极极端来来分析析：当当F较小(趋近于于0)时，由由于μ<tanθ，因此此，物物块将将沿斜斜面加加速下下滑；；若F较大(足够大大)时，物物块将将相对对斜面面向上上滑．．因此此F不能太太小，，也不不能