高考物理总复习-第3讲-牛顿运动定律的综合应用(一)课件-新人教版必修1

第一页，共68页。示数

拉力(lālì)压力(yālì)第二页，共68页。2．超重、失重和完全(wánquán)失重比较超重现象失重现象完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)

物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)

物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)

零的现象产生条件物体的加速度方向

物体的加速度方向

物体的加速度方向

，大小a＝g大于

竖直(shùzhí)向上小于

竖直(shùzhí)向下等于

竖直向下

第三页，共68页。列原理式F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝maF＝0运动状态加速上升、

加速下降、

无阻力的抛体运动情况减速(jiǎnsù)下降减速(jiǎnsù)上升第四页，共68页。(1)当物体处于(chǔyú)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(chǔyú)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或加速度有竖直方向分量．第五页，共68页。(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(xiànɡxià)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．在完全失重的状态下，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.第六页，共68页。第七页，共68页。第八页，共68页。第九页，共68页。(1)电梯在最初加速阶段的加速度(sùdù)a1与最后减速阶段的加速度(sùdù)a2的大小；(2)电梯在3.0～13.0s时段内的速度(sùdù)v的大小；(3)电梯在19.0s内上升的高度H.[尝试解答]从图象上分析0～3s砝码受到的拉力大于重力，处于超重，电梯加速上升；3～13s拉力等于重力，砝码处于平衡状态；13～19s拉力小于重力处于失重．第十页，共68页。第十一页，共68页。第十二页，共68页。高考中对超重和失重的考查多为定性分析题，一类是分析生活中的一些现象；另一类是台秤上放物体或测力计下悬挂物体，确定示数的变化．分析这些问题(wèntí)时应注意以下三方面思维误区：(1)认为超重、失重取决于物体运动的速度方向，向上就超重，向下就失重．(2)认为物体发生超重、失重时，物体的重力发生了变化．第十三页，共68页。(3)对系统的超重、失重考虑不全面，只注意运动物体(wùtǐ)的受力情况而忽视周围物体(wùtǐ)的受力情况．第十四页，共68页。如右图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同(xiānɡtónɡ)的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是 ()第十五页，共68页。A．在上升和下降(xiàjiàng)过程中A对B的压力一定为零B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C．下降(xiàjiàng)过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D．在上升和下降(xiàjiàng)过程中A对B的压力等于A物体受到的重力[解析]由于空气阻力不计，两物体只受重力作用，对于完全失重状态，A对B的压力在上升和下降(xiàjiàng)阶段都为零．[答案]A第十六页，共68页。第十七页，共68页。4．明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点等的物理意义，确定从图象中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点．5．解读图象的另一有效途径是根据(gēnjù)图象模拟出相应的物理情境，把抽象的图象过程转化为具体形象的物理模型，物理模型能帮助建立清晰的物理图景，起到疏通思路的作用，使物理问题由难化易、由繁化简．第十八页，共68页。第十九页，共68页。第二十页，共68页。[尝试解答](1)如下图所示，分析斜面上滑块受力，由牛顿第二定律(dìnglǜ)得，mgsinθ＝ma1，解得a1＝6m/s2.由传感器记录到的力和时间的关系图象可知，滑块在斜面上运动时间为t1＝1s，斜面BC的长度，s＝a1t＝×6×12m＝3m.第二十一页，共68页。(2)滑块对斜面压力，N1′＝mgcosθ，斜面对传感器压力F1＝N1′sinθ.由传感器记录到的力和时间的关系图象可知(kězhī)，F1＝12N，联立解得滑块的质量m＝2.5kg.第二十二页，共68页。第二十三页，共68页。解答图象问题的技巧图象能形象地表达物理规律，鲜明地表示物理量间的关系．利用函数图象分析物理问题，可使分析过程更巧妙、更灵活．动力学中常见的图象有v－t图象、x－t图象、F－t图象、F－a图象等，解决图象问题的关键在于看清图象的纵、横坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始，理解图象的物理意义，能够抓住图象的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点(jiāodiǎn)、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解．第二十四页，共68页。(2012·天津模拟)如右图所示，穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止．现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于杆方向施加竖直向上(xiàngshàng)的力F，且F的大小始终与小球的速度成正比，即F＝kv(图中未标出)．已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，小球运动过程中未从杆上脱落，且F0>μmg.如下图所示，关于运动中的速度—时间图象正确的是 ()第二十五页，共68页。第二十六页，共68页。第二十七页，共68页。(对应学生(xuésheng)用书P52)物理建模——传送带模型几种常见的传送带问题图示滑块可能的运动情况(1)可能滑块一直加速；(2)可能滑块先加速后匀速(1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速；(2)v0<v时，可能一直加速，也可能先加速再匀速(1)传送带较短时，滑块一直减速达到左端；(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速；(3)可能先以a1加速后以a2加速第二十八页，共68页。“皮带”问题的判断(pànduàn)思路：相对运动→摩擦力的方向→加速度方向→速度变化情况→共速→匀速……受力分析中的摩擦力突变(大小、方向)发生在v物与v传相同的时刻．传送带倾斜时，要仔细审题，比较斜面倾角θ与arctanμ的大小．利用速度—时间图象辅助解答会让过程更加明朗．第二十九页，共68页。第三十页，共68页。第三十一页，共68页。[思路启迪(qǐdí)]解题时弄清以下问题：①将小物体轻轻地放在运输带上面后，运输带对小物体的滑动摩擦力使小物体加速，需要判断小物体是否一直被加速到最右端，即小物体在运输带上是一直做加速运动还是先加速后随运输带做匀速运动？②小物体冲上斜面后做匀减速运动，直至速度减为零．第三十二页，共68页。[解题样板](1)设小物体在斜面上的加速度为a1，对小物体进行受力分析(fēnxī)，由牛顿第二定律得mgsinθ＋________＝ma1 (2分)因小物体到达斜面最高点P时速度恰好为零，由运动学方程得v2＝________ (2分)联立解得v＝3m/s. (1分)第三十三页，共68页。(2)因为v<v0，所以(suǒyǐ)小物体在运输带上一直做匀加速运动．设加速度为a2，由牛顿第二定律和运动学方程得________＝ma2(2分)v2＝________ (2分)联立解得μ＝0.3. (1分)(3)设小物体在运输带上运动的时间为t，则t＝v/a2 (2分)小物体与运输带的相对路程为Δx＝________＝3.5m． (2分)第三十四页，共68页。第三十五页，共68页。传送带上物体的运动情况取决于其受力情况，即物体所受传送带的摩擦力情况．如本题中是将小物体“轻轻”地放到运输带上，因此开始时小物体必定受到与运输带运动方向一致的滑动摩擦力作用，如果(rúguǒ)在小物体到达运输带的最右端前速度就达到5m/s，之后小物体将会随运输带一起做匀速运动．第三十六页，共68页。第三十七页，共68页。第三十八页，共68页。第三十九页，共68页。第四十页，共68页。第四十一页，共68页。第四十二页，共68页。[易错分析]不能把题干中的图象以及问题选项中的图象完全融合起来分析问题，抓不住解决超重、失重问题的实质出错，如认为(rènwéi)失重的物体一定是向上运动，错选C项．第四十三页，共68页。[正确解答]本题考查超重和失重、v－t图象的应用等知识．由图可看出，在t0～t1时间内，弹簧秤示数小于体重，表明人处于失重状态，电梯有向下的加速度，可能向下做匀加速运动或者向上(xiàngshàng)做匀减速运动；t1～t2时间内弹簧秤示数等于体重，表明人处于平衡状态，电梯加速度为零，电梯可能做匀速运动或保持静止状态；t2～t3时间内弹簧秤示数大于体重，表明人处于超重状态，电梯有向上(xiàngshàng)的加速度，电梯可能向下做匀减速运动或者向上(xiàngshàng)做匀加速运动．综上，AD选项正确，BC选项错误．本题正确选项为AD.第四十四页，共68页。在探究超重和失重规律时，某体重(tǐzhòng)为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是 ()第四十五页，共68页。[解析]完成一次下蹲动作，它包括的物理过程是先加速向下运动，然后减速向下运动，对应的加速度方向(fāngxiàng)分别是加速度方向(fāngxiàng)先向下，后向上，即先失重后超重，对应的选项是D.[答案]D第四十六页，共68页。易错点2：在多过程问题中不能正确判断(pànduàn)子过程间的联系第四十七页，共68页。[易错分析]对每一个子过程的受力情况分析不清楚，特别是对撤去力F后的受力情况不认真分析，片面地认为小球上冲、下降的全过程做加速度不变的匀变速运动而导致(dǎozhì)错误．第四十八页，共68页。第四十九页，共68页。第五十页，共68页。求解多过程问题，要能够将多过程分解为多个子过程，在每一个子过程中，对物体进行正确的受力分析，正确求解加速度是关键．求解时应注意以下两点：(1)当物体的受力情况发生变化时其加速度也要变化；(2)两个过程的衔接——前一过程的末速度是后一过程的初速度．特别注意物体沿斜面(xiémiàn)向上运动时，物体可能会两次经过同一点，在沿斜面(xiémiàn)向上和向下运动过程中其加速度要发生变化．第五十一页，共68页。如右图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定(gùdìng)斜面上，有一质量m＝1kg的物块，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块受到沿平行于斜面向上的细线的拉力F＝9.6N的作用，从静止开始运动，经2s细线突然断了，求细线断后多长时间物块的速度大小达到22m/s.(sin37°＝0.6，g＝10m/s2)第五十二页，共68页。[解析]根据物块的受力情况的变化可将物块的运动分为三个阶段(jiēduàn)．第一阶段(jiēduàn)：在最初2s内，物块在F＝9.6N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速运动，设加速度为a1，受力如图所示，有：第五十三页，共68页。第五十四页，共68页。第五十五页，共68页。第五十六页，共68页。(对应学生用书P53)1．(2012·泰安月考)在光滑水平地面上，一物体静止．现受到水平拉力F的作用(zuòyòng)，拉力F随时间t变化的图象如右图所示．则 ()第五十七页，共68页。A．物体做往复运动B．0～4s内物体的位移为零C．4s末物体的速度最大D．0～4s内拉力对物体做功为零[解析(jiěxī)]物体的运动是先加速后减速，2s末速度最大，4s末速度减到零，物体一直向同一方向运动，故A、B、C错误；0～2s内和2～4s内位移大小相等但拉力却大小相等而方向相反，故0～4s内拉力做功为零，所以答案选D.[答案]D第五十八页，共68页。2．(2012·山东东营模拟)在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程(guòchéng)中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如右图所示．在这段时间内下列说法中正确的是 ()第五十九页，共68页。第六十页，共68页。第六十一页，共68页。3．(2012·温州月考)传送机的皮带与水平方向的夹角为α，如右图所示，将质量为m的物体放在皮带传送机上，随皮带保持相对静止一起向下以加速度a(a>gsinα)做匀加速直线运动，则下列(xiàliè)关于小物块在运动过程的说法中正确的是()第六十二页，共68页。A．支持力与静摩擦力的合力大小等于mgB．静摩擦力对小物块一定(yīdìng)做正功C．静摩擦力的大小可能等于mgsinαD．皮带与滑块的动摩擦因数一定(yīdìng)大于tanα第六十三页，共68