,必考部分,第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,第3單元 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用,網(wǎng)控基礎(chǔ)點(diǎn) 提煉命題源,一、超重與失重 1視重 (1)當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測力計(jì)或臺(tái)秤的_稱為視重 (2)視重大小等于彈簧測力計(jì)所受物體的_或臺(tái)秤所受物體的_ (1)讀數(shù) (2)拉力 壓力,讀讀教材,2超重、失重和完全失重的比較 大于 小于 等于零 向上 向下 向下 減速下降 減速上升,二、整體法與隔離法 1整體法 當(dāng)連接體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的_相同時(shí)，可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成_，分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況，運(yùn)用牛頓第二定律對_列方程求解的方法 2隔離法 當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)物體間_時(shí)，常把某個(gè)物體從系統(tǒng)中_出來，分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況，再用牛頓第二定律對_出來的物體列方程求解的方法 1.加速度 一個(gè)整體 整體 2.相互作用力 隔離 隔離,3外力和內(nèi)力 如果以物體系統(tǒng)為研究對象，受到系統(tǒng)之外的物體的作用力，這些力是該系統(tǒng)受到的_，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為_應(yīng)用牛頓第二定律列方程時(shí)不考慮內(nèi)力如果把某物體隔離出來作為研究對象，則內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的外力 外力 內(nèi)力,1如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計(jì)空氣阻力)下列說法正確的是( ) A在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零 B上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力 C下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力 D在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力,練練基礎(chǔ),題組一 超重、失重現(xiàn)象,2(多選)如圖所示，木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧，彈簧上方有一物塊，木箱靜止時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)且物塊壓在箱頂上若在某一段時(shí)間內(nèi)，物塊對箱頂剛好無壓力，則在此段時(shí)間內(nèi)，木箱的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為( ) A加速下降 B加速上升 C減速上升 D減速下降,3如圖所示，豎直放置在水平面上的輕彈簧上放著質(zhì)量為2 kg的物體A，處于靜止?fàn)顟B(tài)若將一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體B輕放在A上的一瞬間，則B對A的壓力大小為(取g10 m/s2)( ) A30 N B0 C15 N D12 N,題組二 整體法與隔離法,解析：在B輕放在A上的瞬間，對整體應(yīng)用牛頓第二定律得mBg(mAmB)a，再對B應(yīng)用牛頓第二定律得mBgFNmBa，解得FN12 N據(jù)牛頓第三定律可知B對A的壓力大小為12 N故選D.,4(多選)如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊A、B，在水平推力F的作用下運(yùn)動(dòng)，用FAB代表A、B間的相互作用力，則( ),1不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力 2超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只決定于加速度的方向 3當(dāng)問題中出現(xiàn)相互作用的多個(gè)物體時(shí)，可以選擇系統(tǒng)為研究對象，也可以選擇其中一個(gè)物體為研究對象，從而出現(xiàn)整體法與隔離法,小思考 微總結(jié),細(xì)研核心點(diǎn) 練透經(jīng)典題,1盡管物體的加速度不是沿豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量即ay0，物體就會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)當(dāng)ay方向豎直向上時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng)ay方向豎直向下時(shí)，物體處于失重狀態(tài) 2超重并不是說重力增加了，失重并不是說重力減小了，完全失重也不是說重力完全消失了在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生變化,考點(diǎn)一 超重與失重,3在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等 4盡管整體沒有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài),調(diào)研1 (多選)如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在運(yùn)行過程中突然停止，并以此時(shí)為零時(shí)刻，在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，g為重力加速度，則( ) A升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng) B0t2時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，t2t4時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài) Ct1時(shí)刻小球的加速度大小小于t3時(shí)刻小球的加速度大小 Dt2時(shí)刻小球的速度與t4時(shí)刻小球的速度相同,試題調(diào)研,解題探究 10t1時(shí)間內(nèi)，小球怎樣運(yùn)動(dòng)？t1時(shí)刻小球的運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)？ 提示：t0時(shí)刻，彈力和重力二力平衡，彈簧處于伸長狀態(tài)；0t1時(shí)間內(nèi)，彈力減小，說明伸長量減小，所以小球在減速上升；在t1時(shí)刻，彈力減為零，然后方向未變而增大，說明小球從t1開始向下運(yùn)動(dòng)，所以t1時(shí)刻速度等于零，加速度等于重力加速度 2t1t4時(shí)間內(nèi)，小球怎樣運(yùn)動(dòng)？t2、t3和t4時(shí)刻小球的運(yùn)動(dòng)有何特點(diǎn)？ 提示：t1t2時(shí)間內(nèi)，小球加速下降；t2t3時(shí)間內(nèi)，小球減速下降；t3t4時(shí)間內(nèi)，小球加速上升在t2時(shí)刻，加速度為零，速度最大；在t3時(shí)刻，加速度最大，速度為零；在t4時(shí)刻，加速度為零，速度最大,解析 t0時(shí)刻，彈力與重力大小相等，之后彈力減小，說明小球向上運(yùn)動(dòng)，則升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)正確；0t2時(shí)間內(nèi)，彈力都小于重力，則小球處于失重狀態(tài)，t2t4時(shí)間內(nèi)，彈力都大于重力，則小球處于超重狀態(tài)，B項(xiàng)正確；t1時(shí)刻，彈力為零，小球只受重力，加速度大小等于重力加速度大小，t3時(shí)刻，小球處于最低點(diǎn)，彈力等于2mg，則小球受到的合外力等于mg，故加速度大小等于重力加速度大小，但方向豎直向上，C項(xiàng)錯(cuò)誤；t2和t4時(shí)刻彈力都等于mg，小球處于平衡位置，故速度大小相等，但速度是矢量，方向不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 AB,判斷超重和失重現(xiàn)象的常用方法 1從受力的角度判斷 當(dāng)物體受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)；等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài) 2從加速度的角度判斷 當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài),名師歸納點(diǎn)題破疑,11.(2014·北京理綜)應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出對此現(xiàn)象分析正確的是( ) A受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài) B受托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài) C在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度 D在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度,類題練熟,解析：物體在手掌的推力作用下，由靜止豎直向上加速時(shí)，物體處于超重狀態(tài)當(dāng)物體離開手的瞬間，只受重力作用，物體的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，故A、B、C錯(cuò)誤；物體離開手的前一時(shí)刻，手與物體具有相同的速度，物體離開手的下一時(shí)刻，手的速度小于物體的速度，即在物體離開手的瞬間這段相同的時(shí)間內(nèi)，手的速度變化量大于物體的速度變化量，故手的加速度大于物體的加速度，也就是手的加速度大于重力加速度，故D正確,12.在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作傳感器和計(jì)算機(jī)相連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得到壓力F隨時(shí)間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是( ),解析：該同學(xué)完成一次下蹲動(dòng)作，先加速下降，再減速下降，所以，該同學(xué)先處于失重狀態(tài)，后處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)D正確,1整體法的選取原則 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整體受到的外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量) 2隔離法的選取原則 要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解 3整體法、隔離法的交替運(yùn)用 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”,考點(diǎn)二 整體法與隔離法的靈活應(yīng)用,調(diào)研2 如圖所示，在質(zhì)量為M的小車中，用細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，在水平牽引力F的作用下，小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)懸線向左偏離豎直方向的角度為.撤去牽引力F后，小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)懸線向右偏離豎直方向的角度為.則牽引力F的大小為( ) Amgtan BMgtan C(Mm)gtan D(Mm)g(tan tan ),試題調(diào)研,解題探究 1在水平牽引力F作用下，小車運(yùn)動(dòng)的加速度是多少？ 提示：因小車與小球相對靜止，小球的加速度與小車的加速度相同，分析小球受力，可求出加速度 2撤去牽引力后，穩(wěn)定時(shí)小車的加速度又是多少？能否求出地面對小車的摩擦力？ 提示：撤去牽引力后，穩(wěn)定時(shí)小球與小車相對靜止，分析小球受力，可求出加速度；分析整體受力，可求出地面對小車的摩擦力,解析 當(dāng)小車受到水平牽引力F作用時(shí)，對整體，由牛頓第二定律得 FFf(Mm)a1 對小球受力分析如圖所示，則mgtan ma1 當(dāng)小車不受牽引力F作用時(shí)，對整體，由牛頓第二定律得 Ff(Mm)a2 對小球，有mgtan ma2 聯(lián)立以上各式解得F(Mm)g(tan tan ) 選項(xiàng)D正確 答案 D,整體法、隔離法的使用技巧 (1)不能把整體法和隔離法對立起來，而應(yīng)該將兩者結(jié)合起來解題時(shí)，從具體問題的實(shí)際情況出發(fā)，靈活選取研究對象，恰當(dāng)?shù)剡x擇使用整體法和隔離法 (2)當(dāng)系統(tǒng)有相同的加速度時(shí)，可依據(jù)所求力的情況確定選用整體法還是隔離法若所求的力為外力則用整體法，若所求的力為內(nèi)力則用隔離法但在具體應(yīng)用時(shí)，絕大多數(shù)情況是將兩種方法相結(jié)合應(yīng)用，求外力時(shí)，一般先隔離后整體，求內(nèi)力時(shí)，一般先整體后隔離，先隔離或先整體的目的都是求解共同的加速度,名師歸納點(diǎn)題破疑,21.如圖甲所示，光滑滑輪的質(zhì)量不計(jì)，已知三個(gè)物體的質(zhì)量關(guān)系是m1m2m3，這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)為T.若把質(zhì)量為m2的物體從右邊移到左邊的物體上，如圖乙所示彈簧秤的讀數(shù)將( ) A增大 B減小 C不變 D無法確定,類題練熟,解析：開始時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為T2m1g.把質(zhì)量為m2的物體移到左邊的物體上后，彈簧秤的示數(shù)為T，選三個(gè)物體和滑輪組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律有(m1m2m3)gT(m1m2)am3a，解得T2m1g2m2a，可得TT.,1處理方法：臨界狀態(tài)一般比較隱蔽，它在一定條件下才會(huì)出現(xiàn)若題目中出現(xiàn)“最大”“最小”“剛好”等詞語，常有臨界問題解決臨界問題一般用極端分析法，即把問題推向極端，分析在極端情況下可能出現(xiàn)的狀態(tài)和滿足的條件，應(yīng)用物理規(guī)律列出在極端情況下的方程，從而找出臨界條件 2動(dòng)力學(xué)中的典型臨界問題 (1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離的臨界條件是彈力FN0. (2)相對靜止或相對滑動(dòng)的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對靜止或相對滑動(dòng)的臨界條件是：靜摩擦力達(dá)到最大值,考點(diǎn)三 牛頓運(yùn)動(dòng)定律中的臨界和極值問題,試題調(diào)研,解題指導(dǎo) (1)分析物體受力，畫出力的示意圖 (2)由A點(diǎn)到B點(diǎn)，物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式可求物塊的加速度和到達(dá)B點(diǎn)的速度大小 (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出拉力F的表達(dá)式，再利用數(shù)學(xué)知識(shí)求極值,求解臨界極值問題的三種常用方法 (1)極限法：把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的 (2)假設(shè)法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問題 (3)數(shù)學(xué)方法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件,名師歸納點(diǎn)題破疑,類題練熟,“滑塊滑板”模型,歸類·建模·提能(三) 名師點(diǎn)睛 1模型特點(diǎn)：上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對滑動(dòng) 2解題思路：(1)分析滑塊和木板的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度；(2)對滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系，建立方程特別注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移,經(jīng)典范例 如圖所示，質(zhì)量為M4 kg的木板長L1.4 m，靜止放在光滑的水平地面上，其右端靜置一質(zhì)量為m1 kg 的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，今用水平力F28 N向右拉木板要使小滑塊從木板上掉下來，力F作用的時(shí)間至少要多長？(不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2) 解題指導(dǎo) 在力F作用過程中，M和m都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過t1撤掉力F后，m繼續(xù)做勻加速運(yùn)動(dòng)，M做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者達(dá)到共同速度時(shí)，如果m恰好滑到M的左側(cè)，則時(shí)間為最短時(shí)間，該狀態(tài)為臨界狀態(tài)本題可以借助vt圖象來解決,在“滑塊滑板”模型中，一般涉及兩個(gè)物體，且二者產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，用隔離法分析二者受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況是解題的基礎(chǔ)由于問題中往往伴隨著臨界值問題和多過程問題，使此類問題變得較為復(fù)雜借助vt圖象，從圖象中找到時(shí)間與空間的關(guān)系，是解決問題的有效手段,多維思考技法提煉,針對訓(xùn)練 如圖所示，質(zhì)量M4.0 kg的長木板B靜止在光滑的水平地面上，在其右端放一質(zhì)量m1.0 kg的小滑塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))初始時(shí)刻，A、B分別以v02.0 m/s向左、向右運(yùn)動(dòng)，最后A恰好沒有滑離B板已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.40，取g10 m/s2.求： (1)A、B相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度aA和aB的大小與方向； (2)A相對地面速度為零時(shí)，B相對地面運(yùn)動(dòng)已發(fā)生的位移大小x； (3)木板B的長度l.,