【與名師對話】2014年高考物理總復習 第3講 牛頓運動定律的綜合應用（一）課件 新人教版必修1

1、示數,拉力,壓力,2．超重、失重和完全失重比較,,,大于,豎直向上,小于,豎直向下,等于,豎直向下,,,減速下降,減速上升,(1)當物體處于超重和失重狀態(tài)時，物體受到的重力并沒有變化．所謂“超”和“失”，是指視重，“超”和“失”的大小取決于物體的質量和物體在豎直方向的加速度．(2)物體是處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是向下運動，而是取決于加速度方向是向上還是向下或加速度有豎直方向分量．,(3)完全失重狀態(tài)不僅僅只限于自

2、由落體運動，只要物體具有豎直向下的等于g的加速度就處于完全失重狀態(tài)．例如：不計空氣阻力的各種拋體運動，環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星等，都處于完全失重狀態(tài)．在完全失重的狀態(tài)下，由于重力產生的一切現象都不存在了．例如，物體對水平支持面沒有壓力，對豎直懸線沒有拉力，不能用天平測物體的質量，液柱不產生壓強，在液體中的物體不受浮力等等.,(1)電梯在最初加速階段的加速度a1與最后減速階段的加速度a2的大?。?2)電梯在3.0～13.0 s時段

3、內的速度v的大小；(3)電梯在19.0 s內上升的高度H.[嘗試解答]　從圖象上分析0～3 s砝碼受到的拉力大于重力，處于超重，電梯加速上升；3～13 s拉力等于重力，砝碼處于平衡狀態(tài)；13～19 s拉力小于重力處于失重．,高考中對超重和失重的考查多為定性分析題，一類是分析生活中的一些現象；另一類是臺秤上放物體或測力計下懸掛物體，確定示數的變化．分析這些問題時應注意以下三方面思維誤區(qū)：(1)認為超重、失重取決于物體運動的速度方向，

4、向上就超重，向下就失重．(2)認為物體發(fā)生超重、失重時，物體的重力發(fā)生了變化．,(3)對系統的超重、失重考慮不全面，只注意運動物體的受力情況而忽視周圍物體的受力情況．,如右圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋(不計空氣阻力)．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

5、壓力等于A物體受到的重力[解析]　由于空氣阻力不計，兩物體只受重力作用，對于完全失重狀態(tài)，A對B的壓力在上升和下降階段都為零．[答案] A,4．明確能從圖象中獲得哪些信息：把圖象與具體的題意、情境結合起來，再結合斜率、特殊點等的物理意義，確定從圖象中反饋出來的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關鍵點．5．解讀圖象的另一有效途徑是根據圖象模擬出相應的物理情境，把抽象的圖象過程轉化為具體形象的物理模型，物理模型能幫助建立清晰的物理

6、圖景，起到疏通思路的作用，使物理問題由難化易、由繁化簡．,[嘗試解答]　(1)如下圖所示，分析斜面上滑塊受力，由牛頓第二定律得，mgsinθ＝ma1，解得a1＝6 m/s2.由傳感器記錄到的力和時間的關系圖象可知，滑塊在斜面上運動時間為t1＝1 s，斜面BC的長度，s＝a1t＝×6×12 m＝3 m.,(2)滑塊對斜面壓力，N1′＝mgcos θ，斜面對傳感器壓力F1＝N1′sinθ.由傳感器記錄到的力和時

7、間的關系圖象可知，F1＝12 N，聯立解得滑塊的質量m＝2.5 kg.,解答圖象問題的技巧圖象能形象地表達物理規(guī)律，鮮明地表示物理量間的關系．利用函數圖象分析物理問題，可使分析過程更巧妙、更靈活．動力學中常見的圖象有v－t圖象、x－t圖象、F－t圖象、F－a圖象等，解決圖象問題的關鍵在于看清圖象的縱、橫坐標所表示的物理量及單位并注意坐標原點是否從零開始，理解圖象的物理意義，能夠抓住圖象的一些關鍵點，如斜率、截距、面積、交點、拐點等，

8、判斷物體的運動情況或受力情況，再結合牛頓運動定律求解．,(2012·天津模擬)如右圖所示，穿在水平直桿上質量為m的小球開始時靜止．現對小球沿桿方向施加恒力F0，垂直于桿方向施加豎直向上的力F，且F的大小始終與小球的速度成正比，即F＝kv(圖中未標出)．已知小球與桿間的動摩擦因數為μ，小球運動過程中未從桿上脫落，且F0>μmg.如下圖所示，關于運動中的速度—時間圖象正確的是(　　),(對應學生用書P52)物理建?！獋?/p>

9、送帶模型幾種常見的傳送帶問題,,,,,,“皮帶”問題的判斷思路：相對運動→摩擦力的方向→加速度方向→速度變化情況→共速→勻速……受力分析中的摩擦力突變(大小、方向)發(fā)生在v物與v傳相同的時刻．傳送帶傾斜時，要仔細審題，比較斜面傾角θ與arctanμ的大小．利用速度—時間圖象輔助解答會讓過程更加明朗．,[思路啟迪]　解題時弄清以下問題：①將小物體輕輕地放在運輸帶上面后，運輸帶對小物體的滑動摩擦力使小物體加速，需要判斷小物體是否一直被

10、加速到最右端，即小物體在運輸帶上是一直做加速運動還是先加速后隨運輸帶做勻速運動？②小物體沖上斜面后做勻減速運動，直至速度減為零．,[解題樣板]　(1)設小物體在斜面上的加速度為a1，對小物體進行受力分析，由牛頓第二定律得mgsinθ＋________＝ma1(2分)因小物體到達斜面最高點P時速度恰好為零，由運動學方程得v2＝________(2分)聯立解得v＝3 m/s.(1分),(2)因為v<v0，所以小物

11、體在運輸帶上一直做勻加速運動．設加速度為a2，由牛頓第二定律和運動學方程得________＝ma2(2分)v2＝________(2分)聯立解得μ＝0.3.(1分)(3)設小物體在運輸帶上運動的時間為t，則t＝v/a2(2分)小物體與運輸帶的相對路程為Δx＝________＝3.5 m．(2分),傳送帶上物體的運動情況取決于其受力情況，即物體所受傳送帶的摩擦力情況．如本題中是將小物體“輕輕”地放到運輸帶上，因

12、此開始時小物體必定受到與運輸帶運動方向一致的滑動摩擦力作用，如果在小物體到達運輸帶的最右端前速度就達到5 m/s，之后小物體將會隨運輸帶一起做勻速運動．,[易錯分析] 不能把題干中的圖象以及問題選項中的圖象完全融合起來分析問題，抓不住解決超重、失重問題的實質出錯，如認為失重的物體一定是向上運動，錯選C項．,[正確解答]　 本題考查超重和失重、v－t圖象的應用等知識．由圖可看出，在t0～t1時間內，彈簧秤示數小于體重，表明人處于失重狀態(tài)

13、，電梯有向下的加速度，可能向下做勻加速運動或者向上做勻減速運動；t1～t2時間內彈簧秤示數等于體重，表明人處于平衡狀態(tài)，電梯加速度為零，電梯可能做勻速運動或保持靜止狀態(tài)；t2～t3時間內彈簧秤示數大于體重，表明人處于超重狀態(tài)，電梯有向上的加速度，電梯可能向下做勻減速運動或者向上做勻加速運動．綜上，AD選項正確，BC選項錯誤．本題正確選項為AD.,在探究超重和失重規(guī)律時，某體重為G的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作．傳感器和計算機相

14、連，經計算機處理后得到壓力F隨時間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是(　　),[解析]　完成一次下蹲動作，它包括的物理過程是先加速向下運動，然后減速向下運動，對應的加速度方向分別是加速度方向先向下，后向上，即先失重后超重，對應的選項是D.[答案] D,易錯點2：在多過程問題中不能正確判斷子過程間的聯系,[易錯分析] 對每一個子過程的受力情況分析不清楚，特別是對撤去力F后的受力情況不認真分析，片面地認為小球上沖、下降的全過程做

15、加速度不變的勻變速運動而導致錯誤．,求解多過程問題，要能夠將多過程分解為多個子過程，在每一個子過程中，對物體進行正確的受力分析，正確求解加速度是關鍵．求解時應注意以下兩點：(1)當物體的受力情況發(fā)生變化時其加速度也要變化；(2)兩個過程的銜接——前一過程的末速度是后一過程的初速度．特別注意物體沿斜面向上運動時，物體可能會兩次經過同一點，在沿斜面向上和向下運動過程中其加速度要發(fā)生變化．,如右圖所示，在傾角θ＝37°的足夠長的固定

16、斜面上，有一質量m＝1 kg的物塊，物塊與斜面間的動摩擦因數μ＝0.2，物塊受到沿平行于斜面向上的細線的拉力F＝9.6 N的作用，從靜止開始運動，經2 s細線突然斷了，求細線斷后多長時間物塊的速度大小達到22 m/s.(sin37°＝0.6，g＝10 m/s2),[解析]　根據物塊的受力情況的變化可將物塊的運動分為三個階段．第一階段：在最初2 s內，物塊在F＝9.6 N的拉力作用下，從靜止開始沿斜面做勻加速運動，設加速度為a

17、1，受力如圖所示，有：,(對應學生用書P53)1．(2012·泰安月考)在光滑水平地面上，一物體靜止．現受到水平拉力F的作用，拉力F隨時間t變化的圖象如右圖所示．則(　　),A．物體做往復運動B．0～4 s內物體的位移為零C．4 s末物體的速度最大D．0～4 s內拉力對物體做功為零[解析]　物體的運動是先加速后減速，2 s末速度最大，4 s末速度減到零，物體一直向同一方向運動，故A、B、C錯誤；0～2 s內和2～

18、4 s內位移大小相等但拉力卻大小相等而方向相反，故0～4 s內拉力做功為零，所以答案選D.[答案] D,2．(2012·山東東營模擬)在升降電梯內的地面上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數為50 kg，電梯運動過程中，某一段時間內曉敏同學發(fā)現體重計示數如右圖所示．在這段時間內下列說法中正確的是(　　),3．(2012·溫州月考)傳送機的皮帶與水平方向的夾角為α，如右圖所示，將質量為m的物

19、體放在皮帶傳送機上，隨皮帶保持相對靜止一起向下以加速度a(a>gsinα)做勻加速直線運動，則下列關于小物塊在運動過程的說法中正確的是(　　),A．支持力與靜摩擦力的合力大小等于mgB．靜摩擦力對小物塊一定做正功C．靜摩擦力的大小可能等于mgsinαD．皮帶與滑塊的動摩擦因數一定大于tanα,[解析]　物體隨皮帶保持相對靜止一起向下做勻加速運動，物體所受合外力不為零，所以支持力與靜摩擦力的合力大小不等于mg，故A錯；加速度a

20、>gsinα，說明靜摩擦力沿傳送帶向下，而小物塊運動方向也向下，故靜摩擦力對小物塊一定做正功，B對；由牛頓第二定律：mgsinα＋f＝ma，因為a比gsinα大多少不知道，所以靜摩擦力的大小可能等于mgsinα，C對；由以上分析可知，靜摩擦力f是有可能小于mgsinα的，由f＝μFN＝μmgcosα，因此說“皮帶與滑塊的動摩擦因數一定大于tanα”是錯的，D錯．[答案] BC,4．(2013·湖南重點中學月考)某運動員

21、做跳傘訓練，他從懸停在空中的直升飛機上由靜止跳下，跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落，他打開降落傘后的速度圖線如圖a.降落傘用8根對稱的繩懸掛運動員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖b.已知人的質量為50 kg，降落傘質量也為50 kg，不計人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力f，與速度v成正比，即f＝kv(g取10 m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．求：,(1)打開降落傘前人下落