2018届高考物理新一轮总复习课件：3.3牛顿运动定律的综合应用

第三章牛顿运动定律第3节牛顿运动定律的综合应用目录ONTENTSC1知识梳理基础深化2考点突破典例透析3思想方法物理建模5课时训练高分在握4高考演练明确考向6微课助学目录ONTENTSC1知识梳理基础深化2考点突破典例透析3思想方法物理建模5课时训练高分在握4高考演练明确考向6微课助学易错清单自主梳理知识

梳理基础深化C超重和失重1．超重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)

物体所受重力的情况称为超重现象．(2)产生条件：物体具有

的加速度．2．失重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)

物体所受重力的情况称为失重现象．(2)产生条件：物体具有

的加速度．3．完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)

的情况称为完全失重现象．大于向上小于向下为零易错清单自主梳理知识

梳理基础深化C4．视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．视重大小等于秤所受的拉力或压力．◆特别提醒：(1)物体超重或失重时，所受重力并没有变化．(2)物体是处于超重状态还是失重状态，与物体的速度没有关系．[思考感悟]处于超重状态的物体其加速度的方向是怎样的？处于失重状态的物体其加速度方向是怎样的？处于完全失重状态的物体又具有怎样的加速度？超重时加速度方向向上，失重时加速度方向向下，完全失重时具有和当地重力加速度一样的加速度．自主梳理易错清单(1)超重就是物体的重力变大的现象．()(2)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力．()(3)加速上升的物体处于超重状态．()(4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．()(5)处于完全失重状态的物体，重力并没有发生变化．()(6)超重和失重现象与物体运动的速度大小和方向无关．()(7)站在台秤上的人下蹲过程，台秤的示数保持不变．()××√×知识

梳理基础深化C×√√目录ONTENTSC1知识梳理基础深化2考点突破典例透析3思想方法物理建模5课时训练高分在握4高考演练明确考向6微课助学考点一对超重和失重的理解典型例题方法总结知识整合跟踪训练考点

突破典例透析C1．不管物体的加速度是不是竖直方向，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．2．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化．3．在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等．思维提升

(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力依然不变，只是“视重”改变．(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体是向上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还是有向下的加速度．考点

突破题型透析C典型例题【解析】

知识整合方法总结跟踪训练一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则()A．t3时刻火箭距地面最远B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落C．t1～t2的时间内，火箭处于失重状态D．0～t3的时间内，火箭始终处于失重状态考点一对超重和失重的理解由速度图象可知，在0～t3内速度始终大于零，表明这段时间内火箭一直在上升，t3时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，离地面最远，A正确，B错误，t1～t2的时间内，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭应处于超重状态，而在t2～t3时间内火箭在减速上升，具有向下的加速度，火箭处于失重状态，故C、D错误．x√xxA考点

突破典例透析C典型例题知识整合方法总结跟踪训练超重和失重时，物体的重力并没有变化，还要注意判断超重还是失重的依据是加速度的方向向上还是向下，而不是速度的方向．考点一对超重和失重的理解考点

突破题型透析C知识整合方法总结跟踪训练典型例题【解析】

1．如图所示，小车上有一个定滑轮，跨过定滑轮的绳一端系一重球，另一端系在弹簧测力计上，弹簧测力计下端固定在小车上，开始时小车处于静止状态．当小车沿水平方向运动时，小球恰能稳定在图中虚线位置，下列说法中正确的是()A．小球处于超重状态，小车对地面压力大于系统总重力B．小球处于失重状态，小车对地面压力小于系统总重力C．弹簧测力计读数大于小球重力，但小球既不超重也不失重D．弹簧测力计读数大于小球重力，小车一定向右匀加速运动考点一对超重和失重的理解选C.小球稳定在题图中虚线位置，则小球和小车有相同的加速度，且加速度方向水平向右，故小球既不超重也不失重，小车既可以向右匀加速运动也可以向左匀减速运动．C考点二动力学图象问题典型例题方法总结知识整合跟踪训练考点

突破典例透析C1．图象的类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．2．问题的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能．思维提升

三种应用(1)已知物体的运动图象，通过加速度分析物体受力情况；(2)已知物体受力图象，分析物体的运动情况；(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析．考点

突破题型透析C典型例题【解析】

知识整合方法总结跟踪训练质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v－t图象如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到的空气阻力大小恒为Ff，取g＝10m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.

(1)由v－t图象可知，小球下落过程的加速度为根据牛顿第二定律，得mg－Ff＝ma1所以弹性球受到的空气阻力Ff＝mg－ma1＝(0.1×10－0.1×8)N＝0.2N.(2)小球第一次反弹后的速度考点二动力学图象问题考点

突破题型透析C典型例题【解析】

知识整合方法总结跟踪训练质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v－t图象如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到的空气阻力大小恒为Ff，取g＝10m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.根据牛顿第二定律，得弹性球上升的加速度为根据v2－v02＝－2ah，得弹性球第一次反弹的高度【答案】(1)0.2N(2)0.375m考点二动力学图象问题考点

突破典例透析C典型例题知识整合方法总结跟踪训练(1)动力学图象问题的解题策略①弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义．②应用物理规律列出与图象对应的函数方程式．(2)分析图象问题时常见的误区①没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位．②不注意坐标原点是否从零开始．③不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义．④忽视对物体的受力情况和运动情况的分析．考点二动力学图象问题考点

突破题型透析C知识整合方法总结跟踪训练典型例题【解析】

(2014·河南三市联考)如图所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直．在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板．当升降机向上运动时，其v－t图象如图所示，下面给出的地板所受压力F1和升降机天花板所受压力F2随时间变化的定性图象，可能正确的是()选BC.根据题述，物块未曾离开升降机的天花板，弹簧长度相同，弹簧中弹力相同，地板所受压力F1相同，选项B正确，A错误．当升降机向上运动时，在0～t1时间内，加速度向上，天花板对物块向下压力最小；在t2～t3时间内，减速运动，天花板对物块向下压力最大；所以选项C正确、D错误．考点二动力学图象问题BC考点三应用牛顿定律解决多过程问题典型例题方法总结知识整合跟踪训练考点

突破典例透析C1．多过程问题很多动力学问题中涉及物体两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的运动情况和受力情况都发生了变化，这类问题称为牛顿定律中的多过程问题．2．解题策略有些题目中这些过程是彼此独立的，也有的题目中相邻的过程之间也可能存在一些联系，解决这类问题时，既要将每个过程独立分析清楚，又要关注它们之间的联系．3．类型多过程问题可根据涉及物体的多少分为单体多过程问题和多体多过程问题．考点

突破题型透析C典型例题【点拨】

知识整合方法总结跟踪训练如图所示，长为L，内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置．将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M＝km的小物块相连，小物块悬挂于管口，现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g)．(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

(1)设细线中的张力为FT，根据牛顿第二定律Mg－FT＝Ma

FT－mgsin30°＝ma且M＝km考点三应用牛顿定律解决多过程问题(2)设M落地时的速度大小为v，m射出管口时速度大小为v0，M落地后m的加速度大小为a0，根据牛顿第二定律得－mgsin30°＝ma0由匀变速直线运动规律知考点

突破题型透析C典型例题【点拨】

知识整合方法总结跟踪训练如图所示，长为L，内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置．将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M＝km的小物块相连，小物块悬挂于管口，现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变(重力加速度为g)．(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于

v2＝2aLsin30°v02－v2＝2a0L(1－sin30°)考点三应用牛顿定律解决多过程问题（3)由平拋运动规律考点

突破典例透析C典型例题知识整合方法总结跟踪训练处理多过程问题时应注意的三个问题(1)任何多过程的复杂物理问题都是由很多简单的小过程构成，有些是承上启下，上一过程的结果是下一过程的已知，这种情况，一步一步完成即可．(2)有些是树枝型，告诉的只是旁支，要求的是主干(或另一旁支)，这就要求仔细审题，找出各过程的关联，按顺序逐个分析；对于每一个研究过程，选择什么规律，应用哪一个运动学公式要明确．(3)注意两个过程的连接处，加速度可能突变，但速度不会突变，速度是联系前后两个阶段的桥梁．考点三应用牛顿定律解决多过程问题考点

突破题型透析C知识整合方法总结跟踪训练典型例题【解析】

3．(2014·哈尔滨模拟)消防队员在某高楼进行训练，他要从距地面高h＝36m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下，在下滑过程中，他先匀加速下滑，此时手脚对悬绳的挤压力FN1＝640N，紧接着再匀减速下滑，此时手脚对悬绳的挤压力FN2＝2080N，滑至地面时速度恰为零．已知消防队员的质量为m＝80kg，g＝10m/s2，手脚和悬绳间的动摩擦因数为μ＝0.5，身体其他部分与绳子的摩擦不计，求：(1)他在加速下滑、减速下滑两过程中的加速度大小；(2)他沿绳滑至地面所用的总时间t.(1)设消防队员匀加速下滑的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得：mg－μFN1＝ma1解得；a1＝6m/s2设消防队员匀减速下滑的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：μFN2－mg＝ma2解得：a2＝3m/s2.(2)由匀变速直线运动的规律得：考点三应用牛顿定律解决多过程问题考点

突破题型透析C知识整合方法总结跟踪训练典型例题【解析】

3．(2014·哈尔滨模拟)消防队员在某高楼进行训练，他要从距地面高h＝36m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下，在下滑过程中，他先匀加速下滑，此时手脚对悬绳的挤压力FN1＝640N，紧接着再匀减速下滑，此时手脚对悬绳的挤压力FN2＝2080N，滑至地面时速度恰为零．已知消防队员的质量为m＝80kg，g＝10m/s2，手脚和悬绳间的动摩擦因数为μ＝0.5，身体其他部分与绳子的摩擦不计，求：(1)他在加速下滑、减速下滑两过程中的加速度大小；(2)他沿绳滑至地面所用的总时间t.a1t1＝a2t2又有：h＝h1＋h2联立以上各式得：t＝t1＋t2＝6s答案：(1)6m/s23m/s2(2)6s考点三应用牛顿定律解决多过程问题目录ONTENTSC1知识梳理基础深化2考点突破典例透析3思想方法物理建模5课时训练高分在握4高考演练明确考向6微课助学思想

方法物理建模C

牛顿运动定律中的临界和极值问题典例巧解题后悟道思想方法跟踪训练1．处理方法：临界状态一般比较隐蔽，它在一定条件下才会出现.若题目中出现“最大”“最小”“刚好”等词语，常有临界问题．解决临界问题一般用极端分析法，即把问题推向极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件，应用物理规律列出在极端情况下的方程，从而找出临界条件．2．动力学中的典型临界问题(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离的临界条件是弹力FN＝0.(2)相对静止或相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对静止或相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值．(3)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受外力最大时，具有最大加速度；所受外力最小时，具有最小加速度．当出现加速度有最小值或最大值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值．思想

方法物理建模C思想方法题后悟道典例巧解跟踪训练典例：如图所示，质量为m＝1kg的物块放在倾角为θ＝37°的斜面体上，斜面质量为M＝2kg，斜面与物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，地面光滑．现对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围．(g＝10m/s2)【巧思妙解】

(1)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1，此时物块受力如图所示，取加速度的方向为x轴正方向．

牛顿运动定律中的临界和极值问题对物块分析，在水平方向有FNsin

θ－μFNcos

θ＝ma1，竖直方向有FNcos

θ＋μFNsin

θ－mg＝0，思想

方法物理建模C思想方法题后悟道典例巧解跟踪训练典例：如图所示，质量为m＝1kg的物块放在倾角为θ＝37°的斜面体上，斜面质量为M＝2kg，斜面与物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，地面光滑．现对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围．(g＝10m/s2)【巧思妙解】

对整体有F1＝(M＋m)a1，代入数值得a1＝4.78m/s2，F1＝14.3N.

牛顿运动定律中的临界和极值问题(2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2，对物块受力分析，如图所示．在水平方向有FNsin

θ＋μFNcos

θ＝ma2，竖直方向有FNcos

θ－μFNsin

θ－mg＝0，思想

方法物理建模C思想方法题后悟道典例巧解跟踪训练典例：如图所示，质量为m＝1kg的物块放在倾角为θ＝37°的斜面体上，斜面质量为M＝2kg，斜面与物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，地面光滑．现对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围．(g＝10m/s2)【巧思妙解】

对整体有F2＝(M＋m)a2，代入数值得a2＝11.2m/s2，F2＝33.6N.综上所述可知，推力F的取值范围为14.3N≤F≤33.6N

牛顿运动定律中的临界和极值问题【答案】14.3N≤F≤33.6N思想

方法物理建模C思想方法典例巧解方法提炼跟踪训练在利用牛顿第二定律解决动力学问题的过程中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的运动状态，当题中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要用极限法，看物体加速度不同时，会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件．临界问题一般都具有一定的隐蔽性，审题时应尽量还原物理情境，利用变化的观点分析物体的运动规律，利用极限法确定临界点，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向．

牛顿运动定律中的临界和极值问题思想

方法物理建模C思想方法题后悟道跟踪训练典例巧解

(2012·高考重庆卷)某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s，比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示．设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求β应满足的条件．【解析】

(1)在匀速运动阶段，有mgtan

θ0＝kv0(2)加速阶段，设球拍对球的支持力为N′，有N′sin

θ－kv＝maN′cos

θ＝mg

牛顿运动定律中的临界和极值问题思想

方法物理建模C思想方法题后悟道跟踪训练典例巧解

(2012·高考重庆卷)某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s，比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点．整个过程中球一直保持在球拍中心不动．比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0，如图所示．设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动