高考物理一轮复习第三章第2节牛顿运动定律的应用(一)课件

第2节牛顿运动定律的应用(一)一、动力学的两类基本问题加速度

1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F＝ma)求出__________，再由运动学的有关公式求出速度或位移.加速度

2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：根据运动规律求出________，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力.

说明：牛顿第二定律是联系运动问题与受力问题的桥梁，加速度是解题的关键.比较超重失重完全失重定义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)等于____的状态产生条件加速度方向向____加速度方向向____加速度方向向____，且大小a＝______二、超重和失重大于小于0上下下g比较超重失重完全失重动力学原理

F－mg＝maF＝________

mg－F＝maF＝________

mg－F＝mgF＝________可能状态①______上升；②减速下降①______下降；②减速上升①自由落体运动和所有的抛体运动；②绕地球做匀速圆周运动的卫星、飞船等(续表)m(g＋a)m(g－a)0加速加速【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)轻弹簧是指自身重力可以忽略的弹簧.()(2)物体对接触面的压力大于自身重力的现象即为超重.()(3)处于超重或失重状态的物体必须有竖直方向的加速度或分加速度.()(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力.((

)(5)在传送带上随传送带一起匀速运动的物体不受摩擦力作用. )答案：(1)√

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

2.一同学在电梯里站在电子体重计上，初始示数为实际体重.某一过程中发现体重计示数先变大后恢复至原值.关于该过程下列说法正确的是()A.电梯一定处于加速阶段B.电梯的速度方向一定向下C.人的机械能一定增大D.体重计对人的支持力可能做负功答案：D

3.(多选，2021年广东揭阳月考)如图3-2-1小车向右做加速直线运动，物块贴在小车左壁相对静止.当小车的加速度增大时，下列说法正确的是()图3-2-1

B.物块受到的摩擦力不变D.物块受到的合外力为零A.物块受到的弹力不变C.物块受到三个力的作用答案：BC

4.(2021年广东深圳月考)为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎的动摩擦因数μ，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶(如图3-2-2)，当汽车速度表显示40km/h时紧急刹车(车轮抱死)，车上人员用手机测得汽车滑行3.70s后停下来，g取10m/s2，则测得μ约为()图3-2-2A.0.2B.0.3C.0.4D.0.5答案：B热点1牛顿第二定律的瞬时性[热点归纳]加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：

【典题1】(多选)如图3-2-3所示，甲、乙两图A、B两球质量相等，图甲中A、B两球用轻质杆相连，图乙中A、B两球用轻质弹簧相连，均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态，则在两细绳烧断的瞬间()A.图甲中轻杆的作用力为零B.图甲中两球的加速度一定相等C.图乙中两球的加速度一定相等图3-2-3D.图甲中A球的加速度是图乙中A球加速度的一半

解析：设两球质量为m，细绳烧断的瞬间弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以细绳烧断瞬间，图乙中B球所受合力仍为零，加速度为零，A球所受合力为2mg，加速度为2g.图甲中，细绳烧断瞬间，A、B的加速度相同，设为a.以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得2mg＝2ma，得a＝g，设图甲中轻杆的作用力为T.再以B为研究对象，由牛顿第二定律得mg＋T＝ma，解得T＝0，即图甲中轻杆的作用力一定为零，A、B、D正确.答案：ABD方法技巧抓住“两关键”、遵循“四步骤”(1)分析瞬时加速度的“两个关键”：①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点.②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态.(2)“四个步骤”：第一步：分析原来物体的受力情况.第二步：分析物体在突变时的受力情况.第三步：由牛顿第二定律列方程.第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性.

【迁移拓展】(2023年河南三门峡月考)如图3-2-4所示，质量m＝3kg的木块在轻弹簧和轻绳的作用下处于静止状态，此时木块和斜面刚好接触但无压力，轻绳水平，轻弹簧的轴线与斜面平行.为()图3-2-4

B.12m/s2D.8m/s2A.14m/s2C.10m/s2答案：D热点2动力学的两类基本问题[热点归纳]1.解决两类基本问题的思路.2.两类动力学问题的解题步骤.

考向1根据物体的运动情况求物体受力情况

【典题2】(2023年湖南长沙月考)某同学用频闪照相拍摄一小球在倾角θ＝37°斜面上的运动情况，如图3-2-5所示是运动过程示意图，频闪时间间隔t＝0.5s.小球从斜面底端开始向上运动，按照时间顺序，小球在斜面上依次经过A、B、C、D、E点，各点间距离自下而上分别为xAE＝2m、xEB＝1m、xBD＝xDC＝0.5m，小球在运动过程中所受阻力大小不变.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)下列说法正确的是()图3-2-5A.小球在图中C点的速度向上B.小球向上经过A点时的速度为4m/sC.小球与斜面间摩擦因数为0.25D.小球向下经过E点时速度为8m/s

解析：小球在运动过程中所受阻力大小不变，可知小球沿斜面向上运动是匀减速运动，小球沿斜面向下运动是匀加速运动，只有当初速度(或末速度)为零时，连续相等的两段时间内物体的位移之比为1∶3或3∶1，根据xAB∶xBC＝3∶1可得图中C点为最高点，小球在图中C点的速度为零，A错误.根据动力学公式有xAC上经过A点时的速度为vA＝a×2t＝8m/s，B错误.根据牛顿第二定律有a＝μmgcosθ＋mgsinθ m＝μgcosθ＋gsinθ，可得小球与斜面间摩擦因数为μ＝0.25，C正确.小球做匀加速运动的加速度为a′＝

过E点时速度为vE＝a′×2t＝4m/s，D错误.

答案：C

考向2根据物体受力情况求物体运动情况

【典题3】(多选，2023年重庆渝中月考)如图3-2-6所示为“水火箭”比赛场景，假设“水火箭”从地面以初速度10m/s竖直向上飞出，在空中只受重力与空气阻力，“水火箭”质量为1kg，空气阻力方向始终与运动方向相反，大小恒为2.5N，g取10m/s2，则下列说法正确的是()图3-2-6B.“水火箭”所能上升的最大高度为

A.“水火箭”运动过程中，经过同一高度时(除最高点外)，上升时的速率大于其下落时的速率200 3mC.“水火箭”从离开地面到再次回到地面的总时间为1.6sD.当“水火箭”竖直向下运动且位于地面上方1m时，速度

解析：由于空气阻力，运动过程中一直做负功，使得物体机械能减小，则同一高度处下落时动能较小，速度较小，A正确.“水火箭”

答案：AD方法技巧解决动力学两类问题的两个关键点热点3超重与失重现象[热点归纳]1.对超重、失重的理解.(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变.

(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态.(3)当物体处于完全失重状态时，重力只有使物体产生a＝g的加速度效果，不再有其他效果.从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(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的角度判断当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断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2.判断超重和失重的方法.

考向1对超重与失重现象的理解及判断

【典题4】(2023年广东深圳质检)某次蹦床比赛过程中，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图3-2-7所示.已知运动员质量为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力.则下列说法正确的是()图3-2-7A.运动员最大加速度大小为4gB.运动员在蹦床上运动过程中处于失重状态C.运动员与蹦床脱离时处于超重状态D.运动员在蹦床上运动过程中，运动员对蹦床的作用力大小始终等于蹦床对运动员的作用力大小解析：根据牛顿第二定律可知am＝4mg－mg m＝3g，运动员最大加速度为3g，故A错误.运动员在蹦床上运动过程中，弹力大于重力时处于超重状态，弹力小于重力时处于失重状态，B错误.运动员与蹦床脱离时，只受重力作用，加速度向下，处于失重状态，C错误.根据牛顿第三定律可知，运动员在蹦床上运动过程中，运动员对蹦床的作用力大小始终等于蹦床对运动员的作用力大小，D正确.

答案：D

考向2关于超重与失重的计算

【典题5】(多选，2022年广东珠海联考)图

3-2-8甲所示的救生缓降器由挂钩、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿绳缓慢下降的安全营救装置.如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过救生缓降器着陆时速度恰好为零，图丙是工人下落全过程中绳索拉力随时间变化的F-t图像.已知工人的质量m＝60kg，重力加速度g取10m/s2，则工人()甲丙乙

图3-2-8A.下落过程处于失重状态C.下落的总高度为30mB.下落最大速度为12m/sD.下落的总高度为36m

解析：设竖直向下为正方向，0～3s根据牛顿第二定律mg－F1＝ma1，解得a1＝4m/s2，3s～5s根据牛顿第二定律mg－F2＝ma2，解得a2＝－6m/s2，方向竖直向上，可知下落过程先处于失重状态后处于超重状态，t＝3s时速度最大为vmax＝4×3m/s＝

答案：BC思路导引从高处向地面先加速后减速，初速度和末速度均为0，对应的状态是先失重后超重，对应的加速度是人为控制的，并不是绳子形变量变化产生的.等时圆模型1.质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到圆环的最低点所用时间相等，如图3-2-9甲所示.2.质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到