高考物理复习第03章牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的应用-超重和失重连接体市赛课公开课一等奖省名师

牛顿运动定律第三章第三讲牛顿运动定律应用

——超重和失重连接体1/5502关键考点·探究突破03模拟演练·稳基提能栏目导航01基础再现·双基落实04课后回顾·高效练习2/5501基础再现·双基落实1.超重(1)定义：物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)________物体所受重力现象．(2)产生条件：物体含有________加速度．大于一超重和失重

向上3/552．失重(1)定义：物体对支持物压力(或对悬挂物拉力)________物体所受重力现象．(2)产生条件：物体含有________加速度．3．完全失重(1)定义：物体对支持物压力(或对竖直悬挂物拉力)__________现象称为完全失重现象．(2)产生条件：物体加速度a＝______，方向竖直向下．小于向下等于零g

4/555/55提醒：①匀加速上升时FN－mg＝ma，FN＝600N匀减速上升时mg－FN′＝ma，FN′＝400N②匀加速下降时：mg－FN＝ma，FN＝400N匀减速下降时：FN′－mg＝ma，FN′＝600N③物体含有向上加速度(加速上升或减速下降)发生超重现象；物体含有向下加速度(加速下降或减速上升)发生失重现象.6/551.两个或两个以上物体相互连接参加运动系统称为__________．2．对加速度相同连接体求解普通方法：整体法求__________，隔离法求物体间______________.两种方法相互配合交替应用，常能更有效地处理相关连接体问题．连接体二连接体

加速度相互作用力7/55②若用水平力F推B，则A、B间相互作用力FN大小是多少？8/55③若A、B质量相同，如图所表示．假如它们分别受到水平推力F1和F2，且F1＞F2，则A施于B作用力大小是多少？9/551.若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语，常为临界问题．处理临界问题普通用极端分析法，即把问题推向极端，分析在极端情况下可能出现状态和满足条件，应用物理规律列出在极端情况下方程，从而找出临界条件．2．几个经典临界和极值问题①接触与脱离临界条件：两物体相接触或脱离临界条件是弹力FN＝0．②相对静止或相对滑动临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，相对静止或相对滑动临界条件为静摩擦力到达最大值或为零．③绳子断裂与松弛临界条件：绳子所能承受张力是有限，绳子断与不停临界条件是张力等于它所能承受最大张力，绳子松弛临界条件是FT＝0．三临界和极值问题

10/553．一有固定斜面小车在水平面上做直线运动，小球经过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如图所表示状态．设斜面对小球支持力为FN，细绳对小球拉力为FT．①小车怎样运动，可使FN＝0?②小车怎样运动，可使FT＝0?提醒：①小车向右加速或向左减速运动时，可使FN＝0．②小车向左加速或向右减速运动时，可得FT＝011/554．如图，质量mA＝4kg和mB＝2kg物体叠放在一起放在光滑水平面上，A、B间滑动摩擦因数μ＝0.2.现对B施加一水平力F，要使A、B不发生相对滑动，F最大值是多少？若把水平力作用在A上呢？提醒：F作用在B上时，F＝(mA＋mB)a，对A：μmAg＝mAa.解得F＝12N．若F作用在A上，F′＝(mA＋mB)a′，对B：μmAg＝mBa′.解得F′＝6N．12/551．判断正误(1)加速上升物体处于超重状态．()(2)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生改变．()(3)依据物体处于超重或失重状态，能够判断物体运动速度方向．()(4)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度方向决定，与速度方向无关．()(5)整体法和隔离法是指选取研究对象方法．()答案：(1)√(2)√(3)×(4)√(5)√13/552．(人教必修2P89第2题改编)金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出，假如让装满水小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()A．水继续以相同速度从小孔中喷出B．水不再从小孔喷出C．水将以更大速度喷出D．水将以较小速度喷出答案：B14/553．试验小组利用DIS系统(数字化信息试验系统)，观察超重和失重现象．他们在学校电梯房内做试验，在电梯天花板上固定一个压力传感器，测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N钩码，在电梯运动过程中，计算机显示器上出现如图所表示图线，依据图线分析可知以下说法正确是()15/55A．从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码处于超重状态B．t1到t2时间内，电梯一定在向下运动，t3到t4时间内，电梯可能正在向上运动C．t1到t4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再减速向下D．t1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再减速向上答案：AC16/55答案：BD17/55

判断超重和失重方法02关键考点·探究突破考点一超重和失重

从受力角度判断当物体所受向上拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态从加速度角度判断当物体含有向上加速度时，物体处于超重状态；含有向下加速度时，物体处于失重状态；向下加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态从速度改变角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重②物体向下加速或向上减速时，失重18/55 (多项选择)如图所表示，木箱内有一竖直放置弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱运动状态可能为()A．加速下降 B．加速上升C．减速上升 D．减速下降BD解析：木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下压力．当物块对箱顶刚好无压力时，表明系统处于超重状态，有向上加速度，属于超重，木箱运动状态可能为加速上升或减速下降，选项BD正确．19/55对超重和失重现象分析，应属牛顿运动定律应用．变，只是对支持物压力变了，而物体重力是不变．20/55 如图，一金属块被压缩弹簧卡在矩形箱子顶部，在箱子上顶板和下底板上分别装有压力传感器，当箱子静止时，上、下两只压力传感器示数分别为6N和10N，则当箱子自由下落时，上、下两只传感器示数分别是()A．10N

10N B．6N

10NC．0

0 D．6N

6NA21/55解析：设上、下两只压力传感器示数分别为F1、F2对m：mg＋F1－F2＝0，解得m＝0.4kg．当箱子自由下落时，弹簧长度不变，则下底传感器示数F2′＝F2＝10N，此时F1′＋mg－F2′＝ma＝mg，则F1′＝10N．22/551．(·南京、盐城一模)(多项选择)如图所表示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员()A．在第一过程中一直处于失重状态B．在第二过程中一直处于超重状态C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态CD23/55解析：运动员刚接触床面时，重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；当弹力增大到等于重力时速度最大；继续下降，弹力大于重力，做减速运动，运动员处于超重状态．即在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态，选项A错误，C正确．在第二过程中先向上加速运动，处于超重状态，后减速向上运动，处于失重状态，选项B错误，D正确．24/552．(·渭南质检)(多项选择)弹簧测力计挂在升降机顶板上，下端挂一质量为2kg物体．当升降机在竖直方向运动时，弹簧测力计示数一直是16N．假如从升降机速度大小为3m/s时开始计时，则经过1s．升降机位移大小可能是(g取10m/s2)()A．3m B．5m C．2m D．4mCD25/55考点二连接体问题

1.连接体问题类型物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体．2．整体法选取标准若连接体内各物体含有相同加速度，且不需要求物体之间作用力，能够把它们看成一个整体，分析整体受到合外力．应用牛顿第二定律求出加速度(或其它未知量)．26/553．隔离法选取标准若连接体内各物体加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．4．整体法、隔离法交替利用若连接体内各物体含有相同加速度，且要求物体之间作用力时，普通采取“先整体求加速度，后隔离求内力”．27/55BC28/55正确地选取研究对象是解题首要步骤，搞清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们加速度，然后依据牛顿运动定律列方程求解．29/55

(·安徽六安一中月考)如图所表示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m，N、Q质量均为2m，M、P之间用一轻质弹簧相连，现用水平拉力F拉N，使四个木块以同一加速度a向右运动，则在突然撤去F瞬间，以下说法正确是()D30/5531/55

(·泰州期末)(多项选择)如图所表示，在光滑平面上有一静止小车，小车质量为M＝5kg，小车上静止地放置着质量为m＝1kg木块，木块和小车间动摩擦因数为μ＝0.2，用水平恒力F拉动小车，以下关于木块加速度am和小车加速度aM，可能正确有()A．am＝1m/s2，aM＝1m/s2 B．am＝1m/s2，aM＝2m/s2C．am＝2m/s2，aM＝4m/s2 D．am＝3m/s2，aM＝5m/s2AC32/55解析：隔离木块，分析受力，木块和小车恰不发生相对滑动时，它们有相同加速度由牛顿第二定律有μmg＝mam，解得am＝2m/s2.木块和小车不发生相对滑动时，二者加速度相等，木块和小车发生相对滑动时，am＝2m/s2，小车加速度aM为大于2m/s2任意值．可能正确是A和C．33/55 如图所表示，木块A质量为1kg，木块B质量为2kg，叠放在水平地面上，A、B间最大静摩擦力为1N，B与地面间动摩擦因数为0.1，用水平力F推B，要想让A、B保持相对静止，F大小可能是()A．1N B．4NC．9N D．12NAB34/5535/55A36/5537/55BD38/55解析：若两物块仍处于静止状态，经过受力分析可知，甲图中AB间存在摩擦力，乙图中AB间不存在摩擦力，故A错误；若地面光滑，AB两物体发生相对滑动，AB间摩擦力为滑动摩擦力时，此时甲乙两图中f相同，故B正确；若两物块处于匀速运动状态，经过受力分析可知，甲图中AB间存在摩擦力，乙图中AB间不存在摩擦力，故C错误；两物块做加速运动，若地面光滑，则甲乙两个整体加速度相等，对甲中B：f甲AB＝mBa；对乙中A：f乙AB＝mAa；当mA＝mB时，f乙AB＝f甲AB，则甲、乙两图中f大小可能相等，选项D正确；故选BD．39/5540/55A41/5542/551.“四种”经典临界条件(1)相对滑动临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动临界条件是：静摩擦力到达最大值．(2)绳子断裂与松弛临界条件：绳子所能承受张力是有程度，绳子断与不停临界条件是绳中张力等于它所能承受最大张力，绳子松弛与拉紧临界条件是：FT＝0．(3)加速度改变时，速度到达最值临界条件：当加速度变为0时．考点三动力学中临界极值问题43/552．“四种”经典数学方法(1)三角函数法；(2)依据临界条件列不等式法；(3)利用二次函数判别式法；(4)极限法．44/55

(·松江模拟)如图所表示，粗糙水平面上放置一个小物块，在力F作用下沿水平面向右加速运动。在保持力F大小不变情况下，发觉当F水平向右或与水平面成60°夹角斜向上时，物块加速度相同．求：