物理第三章 牛顿运动定律 第9讲 牛顿运动定律的综合应用.ppt

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1、牛顿运动定律第第 三三 章章第第9 9讲牛顿运动定律的综合应用讲牛顿运动定律的综合应用考纲要求考情分析命题趋势1.对超重、失重的理解2动力学图象问题3动力学中的连接体问题2015江苏卷，62015全国卷，202015全国卷，252015全国卷，252013全国卷，25本专题能力要求很高，受力与运动过程的分析能力、状态变化和临界条件的推理能力、力与运动的计算能力，运用图象处理物理问题的能力等等，都是考查的热点要深刻理解牛顿第二定律的确切含义，会利用牛顿第二定律处理综合问题.栏目导航板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三板板 块块 四四1超重和失重(1)实重与视重实重：物体实际所受的重力

2、，与物体的运动状态_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_称为视重；视重大小等于弹簧测力计所受物体的_或台秤所受物体的_考点超重和失重整体法和隔离法无关无关 示数示数 拉力拉力 压力力 (2)超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重现象概念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)_零的现象产生条件物体的加速度方向_物体的加速度方向_物体的加速度方向_，大小_原理方程FmgmaFm(ga)mgFmaFm(ga)mgFmaF0运动状态_上升或_下

3、降_下降或_上升以ag_下降或_上升大于大于 小于小于 等于等于 竖直向上直向上 竖直向下直向下 竖直向下直向下 ag 加速加速 减速减速 加速加速 减速减速 加速加速 减速减速 2.牛顿定律的应用(1)整体法和隔离法整体法当连接体内(即系统内)各物体的_相同时，可以把系统内的所有物体看成一个_，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_列方程求解的方法隔离法当求系统内物体间相互作用的_时，常把某个物体从系统中_出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对_出来的物体列方程求解的方法加速度加速度 整体整体 整体整体 内力内力 隔离隔离 隔离隔离 (2)动力学图象三种图象：vt图象、at图象、

4、Ft图象图象间的联系：加速度是联系vt图象与Ft图象的桥梁三种应用：已知物体的运动图象，通过加速度分析物体的受力情况；已知物体受力图象，分析物体的运动情况；通过图象对物体的受力与运动情况进行分析1请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因(1)超重就是物体的重力变大的现象()解析：不管超重还是失重，物体本身重力并不变(2)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力()解析：减速上升和加速下降，物体加速度的方向均向下，物体对地板的压力小于物体的重力，处于失重状态(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()解析：加速度竖直向下且等于g的

5、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()解析：站在台秤上的人下蹲过程，加速度先向下再向上，人先失重再超重，台秤的示数先减小后增大2(多选)(超重和失重)用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动如图所示中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则()A钩码的重力约为4 NB钩码的重力约为2 NACCA、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CDA、B、C，D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重

6、状态的是C、D1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)发生了变化(即“视重”发生变化)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3当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有ag的加速度效果，不再产生其他效果此时，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、液柱不再产生向下的压强等一对超重和失重的理解判断超重和失重现象的三个角度(1)从受力的角度判断当物体受向上的拉

7、力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态(3)从速度变化角度判断物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重例1(2017沈阳二中检测)如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为牛顿)，横坐标为时间由图线可知()A该同学做了两次下蹲起立的动作B该同学做了一次下蹲起立的动作C下蹲过程中人处于失重状态D下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态

8、B1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、截距、斜率、面积六大方面二动力学中的图象问题数形结合分析动力学问题(1)物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是vt图象在考题中出现率极高对于已知图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程从分析图象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率，截距所代表的物理意义得出所求结果(2)解决这类问题

9、的核心是分析图象，我们应特别关注vt图象中的斜率(加速度)和力的图线与运动的对应关系例2(多选)(2013全国卷)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功，图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图乙所示假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m已知航母始终静止，重力加速度的大小为g，则()ACA从着舰到停止，飞

10、机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.42.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.42.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变尝试解答_1整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)2隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需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3整体法、隔离法的交替运用：若连接体内各物体具有相同的加速度

11、，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离求内力”三整体法和隔离法解决连接体问题涉及整体法和隔离法的具体类型(1)通过滑轮和绳的连接体问题：若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同，故采用隔离法(2)水平面上的连接体问题：这类问题一般多是连接体(系统)中各物体保持相对静止，即具有相同的加速度解题时，一般整体法、隔离法交替应用(3)斜面体与上面物体组成的系统的问题：当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析D D

12、B ABD 例1(2017江苏常州质检6分)在一个封闭装置中，用弹簧测力计称一物体的重量，根据读数与物体实际重量之间的关系，判断下列说法中正确的是()A读数偏大，表明装置加速上升B读数偏小，表明装置减速下降C读数为零，表明装置运动的加速度等于重力加速度，但无法判定是向上还是向下运动D读数准确，表明装置匀速上升或下降答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A读数偏大，表明装置处于超重状态，加速度一定向上，但不能确定运动方向6B读数偏小，表明装置处于失重状态，加速度一定向下，但不能确定运动方向C读数准确，则加速度为零，表明装置做匀速直线运动，但不一定在竖直方向上.规范答题 解析 读数偏大，即超重，

13、表明装置加速度方向向上，可能的运动情况是加速上升或减速下降故A选项错，同理知B选项也错读数准确，即正常状态，装置可能静止，也可能正在向任意一个方向做匀速直线运动，故D选项错误弹簧测力计读数为零，即完全失重这表明整个装置运动的加速度等于重力加速度g.但是，ag将会有两种情况：加速下落；减速上升，所以C正确答案 C1(2014北京卷)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体

14、的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度D解析：手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化率比物体速度的变化率大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，故D正确2(2017湖北部分重点中学联考)如图所示是滑梯简化图，一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑，在

15、AB段匀加速下滑，在BC段匀减速下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为1和2，AB与BC长度相等，则()A整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B动摩擦因数122tan C小孩从滑梯上A点滑到C点过程中先超重后失重D整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力B解析：设小孩质量为m，滑梯质量为m0，小孩在AB段加速运动，根据受力情况得加速度agsin 1gcos，将小孩和滑梯看作一个整体，其受到地面支持力FN、重力(m0m)g、可能受到地面摩擦力Ff，将加速度在水平和竖直方向分解可得，竖直方向有(mm0)gFNmay，水平方向

16、有Ffmax，AB段支持力小于小孩和滑梯的总重力，有摩擦力，方向向右，选项A、D错误；在AB段，小孩有竖直向下的加速度，处于失重状态；同理，在BC段减速，沿斜面有向上的加速度a2gcos gsin，小孩有竖直向上的加速度，处于超重状态，即小孩在AC段先失重后超重，选项C错误；设AB段末速度为v，则有v22axAB2axBC，即aa，计算122tan，选项B正确3杂技中的“顶竿”由两个演员共同表演，站在地面上的演员肩部顶住一根长竹竿另一演员爬至竹竿顶端完成各种动作后下滑若竹竿上演员自竿顶由静止开始下滑，滑到竹竿底部时速度正好为零已知竹竿底部与下面顶竿人肩部之间有一传感器，传感器显示竿上演员自竿顶滑下过程中顶竿人肩部的受力情况如图所示竹竿上演员质量为m140 kg，竹竿质量m210 kg，取g10 m/s2.(1)求竹竿上的人下滑过程中的最大速度v1；(2)请估测竹竿的长度h.课时达标