2024-2025学年高中物理第三章牛顿运动定律阶段提升课学案教科版必修1

PAGEPAGE6第三章考点STSE中的超重与失重1．两类常见的超重失重现象：2．超重失重的关键词转化：【典例1】如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动，下列各种状况中，体重计示数最大时的电梯运动状态是()A．匀减速下降，加速度的大小为1.0m/s2B．匀加速下降，加速度的大小为1.0m/s2C．匀减速上升，加速度的大小为2.0m/s2D．匀加速上升，加速度的大小为2.0m/s2【解析】选D。电梯以1.0m/s2的加速度匀减速下降，加速度向上，由牛顿其次定律F1－mg＝ma1，解得F1＝m(g＋a1)＝11m；电梯以1.0m/s2的加速度匀加速下降，加速度向下，由牛顿其次定律mg－F2＝ma2，解得F2＝m(g－a2)＝9m；电梯以2.0m/s2的加速度减速上升，加速度向下，由牛顿其次定律mg－F3＝ma3，解得F3＝m(g－a3)＝8m；电梯以2.0m/s2的加速度匀加速上升，加速度向上，由牛顿其次定律F4－mg＝ma4，解得F4＝m(g＋a4)＝12m。(多选)如图是消遣节目“中国新歌声”设计的“导师战车”。当坐在战车中的导师按下按钮时，战车就由静止起先沿长10m的倾斜直轨道向下运动；某时刻起先减速，到达站在轨道末端的学员面前时，恰好静止，整个过程历时4s。将加速、减速过程视为匀变速直线运动，则()A．战车运动过程中导师先失重后超重B．战车运动过程中所受外力不变C．战车加速过程中的加速度肯定等于减速过程中的加速度D．战车运动过程中的最大速度为5m/s【解析】选A、D。“导师战车”沿斜面的方向先加速后减速，加速的过程中加速度沿斜面对下，有竖直向下的分加速度，战车处于失重状态；当战车减速时，加速度沿斜面对上，有竖直向上的分加速度，战车处于超重状态，故A正确；依据牛顿其次定律知：加速过程战车所受的外力沿斜面对下，减速过程战车所受的外力沿斜面对上，外力不同，故B错误；由于加速和减速的时间未知，所以不能推断两个过程加速度的大小关系，故C错误；设最大速度为v，则整个过程战车的位移x＝eq\f(v,2)t1＋eq\f(v,2)t2＝eq\f(v,2)t。据题x＝10m，t＝4s，代入上式解得v＝5m/s。故D正确。考点连接体的处理方法1．连接体的分类：连接体分类情境模型建构分析方法接触连接两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起整体法隔离法轻绳(杆)连接两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起轻弹簧连接两个物体通过弹簧的作用连接在一起2.连接体的关键词转化：【典例2】(多选)(2024·济宁高一检测)如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间由一轻质细线连接，B、C间由一轻杆相连。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、细线与轻杆均平行于斜面，初始系统处于静止状态。在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A．A球的加速度沿斜面对上，大小为gsinθB．C球的受力状况未变，加速度为0C．B、C两球的加速度均沿斜面对下，大小均为gsinθD．B、C之间杆的弹力大小为0【解析】选C、D。初始系统处于静止状态，把BC看成整体，对其受力分析，BC受重力2mg、斜面的支持力FN、细线的拉力T；对BC重力沿斜面和垂直斜面进行正交分解，依据共点力平衡条件得：T＝2mgsinθ，对A进行受力分析，A受重力mg、斜面的支持力、弹簧的拉力F弹和细线的拉力T，对A重力沿斜面和垂直斜面进行正交分解，依据共点力平衡条件得：F弹＝T＋mgsinθ＝3mgsinθ，细线被烧断的瞬间，细线拉力会突变为零，弹簧的弹力不变，依据牛顿其次定律得A球的加速度沿斜面对上，A球的加速度大小：a＝eq\f(F弹－mgsinθ,m)＝2gsinθ，故A错误；细线被烧断的瞬间，把BC看成整体，BC受重力2mg、斜面的支持力FN，依据牛顿其次定律得BC球的加速度：a′＝eq\f(2mgsinθ,2m)＝gsinθ，两球的加速度相同，方向均沿斜面对下，故B错误，C正确；对C进行受力分析，C受重力mg、杆的弹力F′N和斜面的支持力，依据牛顿其次定律得：mgsinθ＋F′N＝ma′，解得：F′N＝0，所以B、C之间杆的弹力大小为0，故D正确；故选C、D。(多选)如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体用轻杆相连置于固定斜面上，则()A.若斜面光滑，当m1＞m2时，m1拉m2B．当m1、m2静止在斜面上时，m1与m2与杆之间可能无相互作用力C．当它们共同下滑时，杆对m1的作用力可能为斜向上的拉力D．以上说法都不正确【解析】选B、C。若斜面光滑，对整体，依据牛顿其次定律，有：(m1＋m2)gsinθ＝(m1＋m2)a，解得：a＝gsinθ，假设杆的作用力大小为T，再对m1，依据牛顿其次定律，有：m1gsinθ－T＝m1a，解得T＝0，即杆没有作用力，故A错误；当m1、m2静止在斜面上时，由于两个物体与斜面间的动摩擦因数状况未知，不肯定相同，即假设没有杆时，可能有一个物体运动，而另一个物体不动，故杆与物体间可能有弹力，若动摩擦因数相同，m1与m2与杆之间无相互作用力，故B正确；当它们共同下滑时，假设没有杆，两个物体均是受重力、支持力和滑动摩擦力，依据牛顿其次定律，有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得：a＝g(sinθ－μcosθ)。即加速度与质量无关，与动摩擦因数有