牛顿运动定律的综合应用精选PPT.ppt

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1、牛顿运动定律的综合应用第1页，此课件共40页哦3完全失重完全失重(1)定定义义：物物体体对对水水平平支支持持物物的的压压力力(或或对对竖竖直直悬悬挂挂物物的的拉拉力力)的情况称的情况称为为完全失重完全失重现现象象(2)产产生条件：物体的加速度生条件：物体的加速度ag，方向，方向竖竖直向下直向下.等于零等于零第2页，此课件共40页哦1.牛牛顿顿运运动动定定律律是是力力学学乃乃至至整整个个物物理理学学的的基基本本规规律律同同时时又是高考的热点复习中应重点理解及掌握以下几个问题：又是高考的热点复习中应重点理解及掌握以下几个问题：(1)灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的灵活运用隔离法和整体法求解加

2、速度相等的连连接体接体问题问题；(2)用正交分解法解决受力复用正交分解法解决受力复杂杂的的问题问题；(3)综综合合运运用用牛牛顿顿运运动动定定律律和和运运动动学学规规律律分分析析、解解决决多多阶阶段段(过过程程)的运的运动问题动问题；(4)运运用用超超重重和和失失重重的的知知识识定定性性分分析析一一些些力力学学现现象象另另外外，还应还应具有将具有将实际问题实际问题抽象成物理模型的能力抽象成物理模型的能力第3页，此课件共40页哦2牛顿定律应用中的整体法和隔离法牛顿定律应用中的整体法和隔离法(1)整体法整体法当当连连接接体体内内(即即系系统统内内)各各物物体体具具有有相相同同的的 时时，可可以以把

3、把连连接接体体内内所所有有物物体体组组成成的的系系统统作作为为考考虑虑，分分析析其其受受力力和运和运动动情况，运用牛情况，运用牛顿顿第二定律第二定律对对列方程求解的方法列方程求解的方法(2)隔离法隔离法当当研研究究对对象象涉涉及及由由多多个个物物体体组组成成的的系系统统时时，若若要要求求出出连连接接体体内内物物体体间间的的力力，则则应应把把某某个个物物体体或或某某几几个个物物体体从从系系统统中中出出来来，分分析析其其受受力力情情况况及及运运动动情情况况，再再利利用用牛牛顿顿第二定律第二定律对对隔离出来的物体列式求解的方法隔离出来的物体列式求解的方法加速度加速度整体整体整体整体相互作用相互作用隔

4、离隔离第4页，此课件共40页哦第5页，此课件共40页哦1关于超重和失重的下列关于超重和失重的下列说说法中，正确的是法中，正确的是()A超超重重就就是是物物体体所所受受的的重重力力增增大大了了，失失重重就就是是物物体体所所受受的重力减小了的重力减小了B物物体体做做自自由由落落体体运运动动时时处处于于完完全全失失重重状状态态，所所以以做做自自由落体运由落体运动动的物体不受重力作用的物体不受重力作用C物物体体具具有有向向上上的的速速度度时时处处于于超超重重状状态态，物物体体具具有有向向下下的速度的速度时处时处于失重状于失重状态态D物物体体处处于于超超重重或或失失重重状状态态时时，物物体体的的重重力力

5、始始终终存存在在且且不不发发生生变变化化第6页，此课件共40页哦解解析析物物体体具具有有向向上上的的加加速速度度时时处处于于超超重重状状态态，具具有有向向下下的的加加速速度度时时处处于于失失重重状状态态，超超重重和和失失重重并并非非物物体体的的重重力力发发生生变变化化，而而是是物物体体对对支支持持物物的的压压力力或或对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力发发生生了了变变化化，综上所述，综上所述，A、B、C均错，均错，D正确正确答案答案D第7页，此课件共40页哦2下列下列说说法正确的是法正确的是()A体体操操运运动动员员双双手手握握住住单单杠杠吊吊在在空空中中不不动动时时处处于于失失重重状状态态B蹦蹦床运

6、床运动员动员在空中上升和下落在空中上升和下落过过程中都程中都处处于失重状于失重状态态C举举重重运运动动员员在在举举起起杠杠铃铃后后不不动动的的那那段段时时间间内内处处于于超超重重状状态态D游泳运游泳运动员动员仰卧在水面静止不仰卧在水面静止不动时处动时处于失重状于失重状态态解解析析运运动动员员是是否否超超失失重重取取决决于于加加速速度度方方向向，A、C、D三三个选项中，运动员均处于平衡状态，不超重也不失重个选项中，运动员均处于平衡状态，不超重也不失重答案答案B第8页，此课件共40页哦3.如如图图331所所示示，质质量量m1 kg、长长L0.8 m的的均均匀匀矩矩形形薄薄板板静静止止在在水水平平桌

7、桌面面上上，其其右右端端与与桌桌子子边边缘缘相相平平板板与与桌桌面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.4.现现用用F5 N的的水水平平力力向向右右推推薄薄板板，使使它翻下桌子，力它翻下桌子，力F的作用的作用时间时间至少至少为为(取取g10 m/s2)()第9页，此课件共40页哦答案答案A第10页，此课件共40页哦4如如图图332所所示示，两两个个质质量量分分别别为为m11 kg、m24 kg的的物物体体置置于于光光滑滑的的水水平平面面上上，中中间间用用轻轻质质弹弹簧簧秤秤连连接接两两个个大大小小分分别别为为F130 N、F220 N的的水水平平拉拉力力分分别别作作用用在在m1、m2上，上，则

8、则达到达到稳稳定状定状态态后，下列后，下列说说法正确的是法正确的是()A弹弹簧秤的示数是簧秤的示数是25 NB弹弹簧秤的示数是簧秤的示数是50 NC在突然撤去在突然撤去F2的瞬的瞬间间，m2的加速度大小的加速度大小为为7 m/s2D在突然撤去在突然撤去F1的瞬的瞬间间，m1的加速度大小的加速度大小为为13 m/s2第11页，此课件共40页哦答案答案C第12页，此课件共40页哦5一一个个小小孩孩从从滑滑梯梯上上滑滑下下的的运运动动可可看看作作匀匀加加速速直直线线运运动动，第第一一次次小小孩孩单单独独从从滑滑梯梯上上滑滑下下，运运动动时时间间为为t1，第第二二次次小小孩孩抱抱上上一一只只小小狗狗后

9、后再再从从滑滑梯梯上上滑滑下下(小小狗狗不不与与滑滑梯梯接接触触)，运运动动时时间间为为t2，则则()At1t2 Bt1t2 D无法判断无法判断t1与与t2的大小的大小答案答案A第13页，此课件共40页哦考点一超重、失重的理解及应用考点一超重、失重的理解及应用(小专题小专题)1不不论论超超重重、失失重重或或完完全全失失重重，物物体体的的重重力力不不变变，只只是是“视重视重”改变改变2物物体体是是否否处处于于超超重重或或失失重重状状态态，不不在在于于物物体体向向上上运运动动还还是是向向下下运运动动，而而在在于于物物体体是是有有向向上上的的加加速速度度还还是是有有向向下下的的加加速速度度3当当物物

10、体体处处于于完完全全失失重重状状态态时时，重重力力只只产产生生使使物物体体具具有有ag的的加加速速度度效效果果，不不再再产产生生其其他他效效果果平平常常一一切切由由重重力力产产生生的的物理现象都会完全消失物理现象都会完全消失4物物体体超超重重或或失失重重的的多多少少是是由由物物体体的的质质量量和和竖竖直直加加速速度度共共同决定的，其大小等于同决定的，其大小等于ma.第14页，此课件共40页哦【典例【典例1】一一枚枚火火箭箭由由地地面面竖竖直直向向上上发发射射，其其速速度度和和时时间间的的关关系系图图线线如如图图333所示，所示，则则()At3时时刻火箭距地面最刻火箭距地面最远远Bt2t3的的时

11、间时间内，火箭在向下降落内，火箭在向下降落Ct1t2的的时间时间内，火箭内，火箭处处于失重状于失重状态态D0t3的的时间时间内，火箭始内，火箭始终处终处于失重状于失重状态态第15页，此课件共40页哦解解析析由由速速度度图图象象可可知知，在在0t3内内速速度度始始终终大大于于零零，表表明明这这段段时时间间内内火火箭箭一一直直在在上上升升，t3时时刻刻速速度度为为零零，停停止止上上升升，高高度度达达到到最最高高，离离地地面面最最远远，A正正确确、B错错误误t1t2的的时时间间内内，火火箭箭在在加加速速上上升升，具具有有向向上上的的加加速速度度，火火箭箭应应处处于于超超重重状状态态，而而在在t2t3

12、时时间间由由火火箭箭在在减减速速上上升升，具具有有向向下下的的加加速速度度，火火箭箭处处于于失失重重状态，故状态，故C、D错误错误答案答案A第16页，此课件共40页哦第17页，此课件共40页哦答案答案D第18页，此课件共40页哦【变式【变式2】(2012梅梅州州模模拟拟)2009年年当当地地时时间间9月月23日日，在在位位于于印印度度安安得得拉拉邦邦斯斯里里赫赫里里戈戈达达岛岛的的萨萨蒂蒂什什达达万万航航天天中中心心，一一枚枚PSLVC14型型极极地地卫卫星星运运载载火火箭箭携携带带七七颗颗卫卫星星发发射射升升空空，成成功功实实现现“一一箭箭七七星星”发发射射，相相关关图图片片如如图图335所

13、所示示则则下下列列说说法法不不正正确确的的是是()第19页，此课件共40页哦A火火箭箭发发射射时时，喷喷出出的的高高速速气气流流对对火火箭箭的的作作用用力力大大于于火火箭箭对对气流的作用力气流的作用力B发发射射初初期期，火火箭箭处处于于超超重重状状态态，但但它它受受到到的的重重力力却却越越来来越小越小C高高温温高高压压燃燃气气从从火火箭箭尾尾部部喷喷出出时时对对火火箭箭的的作作用用力力与与火火箭箭对对燃气的作用力大小相等燃气的作用力大小相等D发发射射的的七七颗颗卫卫星星进进入入轨轨道道正正常常运运转转后后，均均处处于于完完全全失失重重状状态态解解析析由由作作用用力力与与反反作作用用力力大大小小

14、相相等等，可可知知A错错误误；火火箭箭发发射射初初期期，因因为为火火箭箭向向上上加加速速运运动动，故故处处于于超超重重状状态态，随随着着火火箭箭距距地地越越来来越越远远，所所受受的的重重力力也也越越来来越越小小，B正正确确；由由作作用用力力与与反反作作用用力力的的关关系系可可知知C正正确确；卫卫星星进进入入轨轨道道正正常常运运转转后后，所所受受的的万万有有引引力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，D正确正确答案答案A第20页，此课件共40页哦考点二牛顿定律解题中整体法和隔离法的应用考点二牛顿定律解题中整体法和隔离法的应用1隔隔离离法法的的选选取

15、取原原则则：若若连连接接体体或或关关联联体体内内各各物物体体的的加加速速度度不不相相同同，或或者者要要求求出出系系统统内内两两物物体体之之间间的的作作用用力力时时，就就需需要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把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解2整整体体法法的的选选取取原原则则：若若连连接接体体内内各各物物体体具具有有相相同同的的加加速速度度，且且不不需需要要求求物物体体之之间间的的作作用用力力，可可以以把把它它们们看看成成一一个个整整体体来来分分析析整整体体受受到到的的外外力力，应应用用牛牛顿顿第第二二定定律律求求出出加加速速度度(或或其其他他未知量未知量)3

16、整整体体法法、隔隔离离法法交交替替运运用用原原则则：若若连连接接体体内内各各物物体体具具有有相相同同的的加加速速度度，且且要要求求物物体体之之间间的的作作用用力力时时，可可以以先先用用整整体体法法求求出出加加速速度度，然然后后再再用用隔隔离离法法选选取取合合适适的的研研究究对对象象，应应用用牛牛顿顿第二定律求作用力即第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离求内力先整体求加速度，后隔离求内力”第21页，此课件共40页哦【典例【典例2】如如图图336所所示示，车车厢厢在在运运动动过过程程中中所所受受阻阻力力恒恒为为F阻阻，当当车车厢厢以以某某一一加加速速度度a向向右右加加速速时时，在在车车厢厢的

17、的后后壁壁上上相相对对车车厢厢静静止止着着一一物物体体m，物物体体与与车车厢厢壁壁之之间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，设设车车厢厢的的质质量量为为M，则则车车厢厢内内发发动动机机的的牵牵引引力力至至少少为为多多少少时时，物物体体在在车车厢厢壁上才不会滑下来？壁上才不会滑下来？第22页，此课件共40页哦第23页，此课件共40页哦(1)研究对象的选取方法：整体法和隔离法研究对象的选取方法：整体法和隔离法(2)对研究对象所受力的处理方法对研究对象所受力的处理方法合成法合成法若若物物体体只只受受两两个个力力作作用用而而产产生生加加速速度度时时，利利用用平平行行四四边边形形定则求出两个力的合外力方向就

18、是加速度方向定则求出两个力的合外力方向就是加速度方向分解法分解法当当物物体体受受到到两两个个以以上上的的力力作作用用而而产产生生加加速速度度时时，常常用用正正交交分解法分解方式有两种：分解力或者分解加速度分解法分解方式有两种：分解力或者分解加速度 第24页，此课件共40页哦第25页，此课件共40页哦答案答案C第26页，此课件共40页哦2.传送带模型传送带模型(1)模型概述模型概述一一个个物物体体以以速速度度v0(v00)在在另另一一个个匀匀速速运运动动的的物物体体上上开开始始运运动动的的力力学学系系统统可可看看做做“传传送送带带”模模型型，如如图图338(a)、(b)、(c)所示所示图图338

19、 第27页，此课件共40页哦(2)模型特点模型特点物体在传送带上运动时，往往会牵涉到摩擦力的突变和相物体在传送带上运动时，往往会牵涉到摩擦力的突变和相对运动问题当物体与传送带相对静止时，物体与传送带间可对运动问题当物体与传送带相对静止时，物体与传送带间可能存在静摩擦力也可能不存在摩擦力当物体与传送带相对滑能存在静摩擦力也可能不存在摩擦力当物体与传送带相对滑动时，物体与传送带间有滑动摩擦力，这时物体与传送带间会动时，物体与传送带间有滑动摩擦力，这时物体与传送带间会有相对滑动的位移摩擦生热问题见第五章有相对滑动的位移摩擦生热问题见第五章第28页，此课件共40页哦【典典例例】水水平平传传送送带带AB

20、以以v200 cm/s的的速速度度匀匀速速运运动动，如如图图339所所示示，A、B相相距距0.011 km，一一物物体体(可可视视为为质质点点)从从A点点由由静静止止释释放放，物物体体与与传传送送带带间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.2，则则物物体体从从A沿传送带运动到沿传送带运动到B所需的时间为多少？所需的时间为多少？(g10 m/s2)第29页，此课件共40页哦答案答案6 s第30页，此课件共40页哦【应用】【应用】传传送送带带与水平面与水平面夹夹角角为为37，皮皮带带以以12 m/s的速率沿的速率沿顺时针顺时针方向方向转动转动，如，如图图3310所所示今在示今在传传送送带带上端上端A处处无

21、初速度地放上一个无初速度地放上一个质质量量为为m的小物的小物块块，它与它与传传送送带间带间的的动动摩擦因数摩擦因数为为0.75，若，若传传送送带带A到到B的的长长度度为为24 m，g取取10 m/s2，则则小物小物块块从从A运运动动到到B的的时间为时间为多少？多少？第31页，此课件共40页哦解析解析小物块无初速度放在传送带上时，所受摩擦力为滑小物块无初速度放在传送带上时，所受摩擦力为滑动摩擦力，方向沿斜面向下，对小物块用牛顿第二定律得动摩擦力，方向沿斜面向下，对小物块用牛顿第二定律得mgsin mgcos ma解得解得a12 m/s2设小物块加速到设小物块加速到12 m/s运动的距离为运动的距

22、离为s1，所用时间为，所用时间为t1由由v202as1得得s16 m由由vat1得得t11 s当小物块的速度加速到当小物块的速度加速到12 m/s时，因时，因mgsin mgcos，小物块受到的摩擦力由原来的滑动摩擦力突变为静摩擦力，而小物块受到的摩擦力由原来的滑动摩擦力突变为静摩擦力，而且此时刚好为最大静摩擦力，小物块此后随皮带一起做匀速运且此时刚好为最大静摩擦力，小物块此后随皮带一起做匀速运动动设设AB间的距离为间的距离为L，则，则Ls1vt2解得解得t21.5 s从从A到到B的时间的时间tt1t2解得解得t2.5 s.答案答案2.5 s 第32页，此课件共40页哦一、对超重、失重的考查一

23、、对超重、失重的考查(中频考查中频考查)1.(2010海海南南高高考考)如如图图3311所所示示，木木箱箱内内有有一一竖竖直直放放置置的的弹弹簧簧，弹弹簧簧上上方方有有一一物物块块；木木箱箱静静止止时时弹弹簧簧处处于于压压缩缩状状态态且且物物块块压压在在箱箱顶顶上上若若在在某某一一段段时时间间内内，物物块块对对箱箱顶顶刚刚好好无无压压力，力，则则在此段在此段时间时间内，木箱的运内，木箱的运动动状状态态可能可能为为()加速下降加速下降加速上升加速上升减速上升减速上升减速下降减速下降A B C D第33页，此课件共40页哦解解析析木木箱箱静静止止时时物物块块对对箱箱顶顶有有压压力力，则则物物块块受

24、受到到箱箱顶顶向向下下的的压压力力，当当物物块块对对箱箱顶顶刚刚好好无无压压力力时时，表表明明系系统统有有向向上上的的加加速速度度，是是超超重重，所所以以木木箱箱的的运运动动状状态态可可能能为为减减速速下下降降或或加加速速上上升，故升，故正确正确答案答案D第34页，此课件共40页哦2.(2010浙浙江江理理综综，14)如如图图3312所所示示，A、B两两物物体体叠叠放放在在一一起起，以以相相同同的的初初速速度度上上抛抛(不不计计空空气气阻阻力力)下下列列说说法法正正确确的的是是()A在在上上升升和和下下降降过过程程中中A对对B的的压压力力一定一定为为零零B上上升升过过程程中中A对对B的的压压力

25、力大大于于A物物体体受到的重力受到的重力C下下降降过过程程中中A对对B的的压压力力大大于于A物物体体受到的重力受到的重力D在在上上升升和和下下降降过过程程中中A对对B的的压压力力等于等于A物体受到的重力物体受到的重力第35页，此课件共40页哦解解析析对对于于A、B整整体体只只受受重重力力作作用用，做做竖竖直直上上抛抛运运动动，处处于于完完全全失失重重状状态态，不不论论上上升升还还是是下下降降过过程程，A对对B均均无无压压力力，只只有有A项正确项正确答案答案A第36页，此课件共40页哦3(2011天天津津卷卷，9(1)某某同同学学利利用用测测力力计计研研究究在在竖竖直直方方向向运运行行的的电电梯

26、梯的的运运动动状状态态他他在在地地面面上上用用测测力力计计测测量量砝砝码码的的重重力力，示示数数为为G.他他在在电电梯梯中中用用测测力力计计仍仍测测量量同同一一砝砝码码的的重重力力，发发现现测测力力计计的的示示数数小小于于G，由由此此判判断断此此时时电电梯梯的的运运动动状状态态可可能能是是_解解析析由由加加速速度度a方方向向向向上上超超重重，加加速速度度a方方向向向向下下失失重重，得电梯此时向上减速或向下加速得电梯此时向上减速或向下加速答案答案减速上升或加速下降减速上升或加速下降第37页，此课件共40页哦二、对整体法和隔离法应用的考查二、对整体法和隔离法应用的考查(中频考查中频考查)4.(20

27、11课课标标全全国国卷卷，21)如如图图3313所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上有有一一质质量量为为m1的的足足够够长长的的木木板板，其其上上叠叠放放一一质质量量为为m2的的木木块块假假定定木木块块和和木木板板之之间间的的最最大大静静摩摩擦擦力力和和滑滑动动摩摩擦擦力力相相等等现现给给木木块块施施加加一一随随时时间间t增增大大的的水水平平力力Fkt(k是是常常数数)，木木板板和和木木块块加速度的大小加速度的大小分分别别为为a1和和a2.下下列列反反映映a1和和a2变变化化的的图图线线中中正正确确的的是是()第38页，此课件共40页哦答案答案A第39页，此课件共40页哦单击此处进入单击此处进入 活页限时训练活页限时训练第40页，此课件共40页哦