2020版高考物理总复习冲A方案第7讲牛顿运动定律应用教案新人教版

第7讲牛顿运动定律的应用【知识总览】【考点研究】考点1已知运动求受力(d)·条目分析已知运动状况判断受力状况,办理这种问题的基本思路是:已知加快度或依据已知运动规律求出加快度,再由牛顿第二定律求出协力,进而确立未知力,至于牛顿第二定律中协力的求法,可使劲的合成和分解法(平行四边形定章)或正交分解法.物体的运动状况运动学公式物体的加速度a牛顿第二定律物体的受力情况·典型例题例1民航客机都有紧迫出口,发买卖外状况时翻开紧迫出口,狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面,乘客可沿斜面滑行到地面上.某客机紧迫出口离地面高度30m,斜面气h=.囊长度L=5.0m,要求紧迫分散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超出2s,g取10m/s2.(1)请画出乘客在气囊上的受力表示图;(2)乘客在气囊上滑下的加快度起码为多大?(3)乘客随和囊间的动摩擦因数不得超出多大?(忽视空气阻力)图7-1变式[2019·台州中学期末]原地纵跳摸高是篮球和羽毛球重要的训练项目.已知质量m=60kg的运动员原地摸高为205m,比胜过程中,该运动员先下蹲,重心降落05m,经过充分调整..后,发力跳起摸到了2.85m的高度.假定运动员起跳过程为匀加快运动,忽视空气阻力影响,g取10m/s2.求:(1)该运动员走开地面时的速度大小;(2)起跳过程中运动员对地面的压力;(3)从开始起跳到双脚落地需要的时间.[重点总结]已知运动状况求解受力状况的思路:仔细剖析题意,明确已知条件和所求量.选用研究对象.所选用的研究对象能够是一个物体,也能够是几个物体构成的系统,依据题意和解题需要也可先后选用不一样的研究对象.剖析研究对象的受力状况和运动状况.当研究对象所受的外力不在一条直线上时,假如物体只受两个力,能够用平行四边形定章求其协力;假如物体受力许多,一般把它们正交分解到两个方向上,分别求协力;假如物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直于运动方向上.依据牛顿第二定律和运动学公式列方程.物体所受外力、加快度、速度等都能够依据规定的正方向将正、负值代入公式,按代数和进行运算.求解方程,查验结果,必需时对结果进行议论.考点2已知受力争运动(d)·条目分析已知受力状况判断物体的运动状态,办理这种问题的基本思路是:先求出几个力的协力,由牛顿第二定律求出加快度,再由运动学的有关公式求出速度及位移.物体的受力状况牛顿第二定律物体的加速度a运动学公式物体的运动状况·典型例题例2如图7-2所示,一个质量m=10kg的物体放在水平川面上,对物体施加一个F=50N的拉力,使物体做初速度为零的匀加快直线运动.已知拉力与水平方向的夹角θ=37°,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50,sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加快度g取10m/s2.(1)求物体运动的加快度大小;(2)求物体在2.0s末的刹时速率;(3)若在2.0s末时撤去拉力F,求今后物体沿水平川面可滑行的最大距离.图7-2变式质量m=4kg的物块在一个平行于斜面向上的拉力F=40N作用下从静止开始沿斜面向上运动,如图7-3所示,已知斜面足够长,倾角θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.2,力2F作用了5s,求物块在5s内的位移大小及它在5s末的速度大小.(g取10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8)图7-3[重点总结]解这种题目,一般是应用牛顿第二定律求出物体的加快度件,应用运动学公式求出物体的运动状况.

,再依据物体的初始条考点

3超重与失重

(b)·典型例题例3[2019·杭州模拟]在撑竿跳高竞赛中,运动员经过迅速助跑后使身体腾起,跃过横竿.对于撑竿跳高,以下说法正确的选项是(A.运动员起跳走开地面瞬时,运动员对竿的弹力等于运动员所受的重力B.运动员起跳时,运动员对竿的弹力大于竿对运动员的弹力C.在运动员起跳后上涨阶段,运动员一直处于超重状态D.在运动员超出横竿着落阶段,运动员一直处于失重状态

)

,借助竿撑地的反弹力量

,变式

若货物随起落机运动的

v-t

图像如图

7-4所示(竖直向上为正

),

则货物遇到起落机的支持力

F与时间

t

的关系图像可能是图

7-5中的

(

)图7-4图7-5[重点总结]对超重、失重的进一步理解超重与失重现象不过是一种表象,不过拉力(或压力)的增大或减小,物体的重力是不变的.物体处于超重状态时,不必定是向上加快运动,也可能是向下减速运动;同理,物体处于失重状态时,不必定是向下加快运动,也可能是向上减速运动.在完整失重的状态下,平时全部由重力产生的物理现象都会完整消逝,如天平无效、浸在水中的物体不再受浮力、液体不再产生向下的压强等.考点4牛顿第二定律与图像综合(d)·条目分析1.常有的动力学图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等.2.动力学图像问题的种类·典型例题例4[2019·桐乡凤鸣高中月考]一物体在水平推力F=18N的作用下沿水平面做直线运动2(1)0~6s内和6~9s内物体的加快度大小;(2)物体与水平面间的动摩擦因数μ和物体的质量m.

,图7-6变式在粗拙的水平川面上,一物体在水平拉力作用下做直线运动随时间变化的图像如图7-7甲和乙所示.重力加快度g取10m/s(1)前2s内物体运动的加快度大小和位移大小;

,水平拉力2.求:

F及运动速度

v物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ.图7-7[重点总结]对于运动状况的剖析,假如给出运动图像,需要注意以下几点:分清图像的类型:分清横、纵坐标轴所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图像所反应的物理过程,会剖析临界点.(2)注企图线中的一些特别点所表示的物理意义:图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等.明确能从图像中获取哪些信息:把图像与详细的题意、情境联合起来,再联合斜率、特别点、面积等的物理意义,确立从图像中反应出来的实用信息,这些信息常常是解题的打破口或重点点.动定律的应用【考点研究】考点1已知运动求受力(d)典型例题例1(1)如下图(2)2.5m/s2(3)72[分析](2)依据运动学公式有L=atf=μFN=μmgcosθ依据牛顿第二定律得mgsinθ-f=ma由几何关系可知sinθ=0.6,cosθ=0.8联立解得μ=7乘客随和囊间的动摩擦因数不得超出7.变式(1)4m/s(2)1560N,方向向下(3)1.05s[分析](1)从开始起跳到脚走开地面,重心上涨h1=0.5m,走开地面到上涨至最高点的过程中,重心上涨距离208m,依据速度—位移关系式得0222h=.-v=-gh解得v=4m/s.(2)脚未离地过程中,有v=,解得a==16m/s2对运动员受力剖析,有F-mg=ma,解得F=ma+mg=1560NNN由牛顿第三定律可知,运动员对地面的压力为1560N,方向向下.(3)加快上涨时间t1==s=0.25s减速上涨的时间t2==s04s=.加快降落和减速上涨的时间同样,故总时间为t=t122105s.+t=.考点2已知受力争运动(d)典型例题例2(1)0.50m/s2(2)1.0m/s(3)0.10m[分析](1)设物体所受摩擦力为f,支持力为FN,则f=μFN水平方向上,依据牛顿第二定律得cosθ-f=maF竖直方向上,依据均衡条件得FN+Fsinθ=mg解得050m/s2a=.(2)依据运动学公式得v=at=1.0m/s(3)设撤去拉力后滑行的最大距离为2x,依据动能定理得-μmgx=0-mv解得x=0.10m变式30m12m/s[分析]如下图,成立直角坐标系,把重力G沿x轴和y轴的方向分解,则有Gx=mgsinθGy=mgcosθFN=mgcosθf=μFN=μmgcosθ由牛顿第二定律得F-f-Gx=ma即F-μmgcosθ-mgsinθ=ma解得a=--=2.4m/s25s内的位移x=at2=×2.4×52m=30m5s末的速度v=at=2.4×5m/s=12m/s.考点3超重与失重(b)典型例题例3D[分析]运动员走开地面时向上做加快运动,处于超重状态,故运动员对竿的弹力大于运动员所受的重力,A错误;运动员起跳时,运动员对竿的弹力等于竿对运动员的弹力,B错误;在运动员起跳后上涨阶段,加快度向下,故运动员处于失重状态,C错误;在运动员超出横竿下落阶段,加快度向下,故运动员处于失重状态,D正确.变式B[分析]货物的上下运动波及超重和失重,超重时加快度向上,失重时加快度向下.由v-t图像知,整个运动分为六个阶段,货物的加快度分别是:向下、为零、向上、向上、为零、向下,故支持力和重力的关系分别为:小于、等于、大于、大于、等于、小于.以第二、五个阶段为基准(支持力等于重力),可得B正确.考点4牛顿第二定律与图像综合(d)典型例题例4(1)2m/s24m/s2(2)0.43kg[分析](1)v-t图像的斜率表示加快度,由图像可知,06s内物体的加快度大小1m/s22m/s2~a===69s内物体的加快度大小2=3m/s24m/s2~a==(2)6~9s内,依据牛顿第二定律得μmg=ma,2解得μ04=.0~6s内,依据牛顿第二定律得F-μmg=ma1,解得3kgm=2变式(1)2