（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第三章　牛顿运动定律 第三节牛顿运动定律的综合应用

（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第三章　牛顿运动定律 第三节牛顿运动定律的综合应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 牛顿运动定律的综合应用学生用书 、超重和失重1超重(1)定义：物体对水平支持物的压力( 或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象(2)产生条件：物体具有向上的加速度2失重(1)定义：物体对水平支持物的压力( 或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象(2)产生条件：物体具有向下的加速度3完全失重(1)定义：物体对支持物的压力( 或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象(2)产生条件：物体的加速度 ag，方向竖直向下1.(多选)(2015广州调研)如图所示，电梯内重为 10 N 的物体悬挂在弹簧测力计上某时刻，乘客观察到测力计示数 2、变为 8 N，则电梯可能( )A匀加速向上运动B匀减速向上运动C匀加速向下运动D匀减速向下运动答案：答连接体问题的常用方法1整体法当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度2隔离法当求解系统内物体间相互作用力时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿第二定律列方程3外力和内力(1)外力：系统外的物体对研究对象的作用力；(2)内力：系统内物体之间的作用力2.(多选)(2015大同模拟)如图所示，水平地面上有两块完全相同的木块A、B ，在水平推力 F 的作用下运动，用 、 3、B 间的相互作用力，则( )高中物理资源下载平台世昌的博客 若地面是完全光滑的，F B若地面是完全光滑的，F 2C若地面是有摩擦的，F D若地面是有摩擦的，F 2答案：重和失重现象学生用书 1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只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关3尽管物体的加速度不是在竖直方向，但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4物体超重或失重的多少是 4、由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于 单选)(2015莆田模拟)关于超重和失重现象，下列描述中正确的是( )A电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态C荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D “神舟十号”飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态解析电梯减速上升，加速度向下，失重，A 错；列车水平加速，即不超重也不失重，B 错；秋千摆到最低点，加速度向上，超重，C 错；飞船的向心加速度等于轨道处的重力加速度，方向向下，完全失重，D 对答案D总结提升 超重和失重现象的判断方法(1)从受力的大小判断，当 5、物体所受向上的拉力( 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)从加速度的方向判断，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1.(单选)(2014高考北京卷)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，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加 6、速度大于重力加速度解析：选 定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，选项 A、B 错误在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，高中物理资源下载平台世昌的博客 ，即手的加速度大于重力加速度，选项 C 错误，D 正确考点二整体法和隔离法解决连接体问题学生用书 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 7、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，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” (2013高考福建卷)质量为 M、长为 L 的杆水平放置，杆两端 A、B 系着长3为 3L 的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为 m 的小铁环已知重力加速度为g，不计空气影响(1)现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小；(2)若杆与环保持相对静止，在空中沿 向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于 A 8、端的正下方，如图乙所示求此状态下杆的加速度大小 a；为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何。 审题点睛 (1)图甲中杆和环均静止，把环隔离出来受力分析，由平衡条件列方程可求出绳中拉力(2)图乙中，杆与环一起加速，隔离环受力分析，由牛顿第二定律列方程可求出环的加速度，再对杆和环作为一整体受力分析，由牛顿第二定律列方程求出施加的外力解析(1)环受力如图丙所示，由平衡条件得：2由图中几何关系可知：63联立以上两式解得：F T )小铁环受力如图丁所示，由牛顿第二定律得：F T 0由图中几何关系可知 60，代入以上两式解得：a 世昌的博客 杆和环整体受力如图戊所示，由牛顿第二定律得：( Mm) 9、( Mm )g0解得：F (Mm )g，23360.答案(1) 2) g外力大小为 (Mm)g方向与水平方向成 60角斜64 33 233向右上方总结提升 正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解2.(多选)(2015石家庄模拟)如图甲所示，质量分别为 m、M 的物体 A、k 的弹簧上，A 与 B 不粘连现对物体 A 施加竖直向上的力 F 使 A、以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位移的变化关系如图乙所示下列说法正确的是( )A在图乙中 表示拉力 F 逐渐增大B在图乙中 表示 10、B 物体减速上升C位移为 ， A、B 之间弹力为 mgD位移为 ，A、B 一起运动的速度大小为12a0析：选 Q 阶段，两物体匀加速向上运动，以整体为研究对象，Fk x( mM) g(Mm)a 0，随 x 不断减小，F 不断增大， A 项正确；在 ，加速度方向与速度方向仍相同，整体继续加速运动，B 项错；设开始时，弹簧的压缩量为 平衡条件有 Mm) g，位移为 A、B 间弹力为 F，对 B 则有 k(x0x 1)F a 0，解两式得 Fmg，C 项正确；由牛顿第二定律，F加速度图象中梯形面积乘以 m 即为合外力所做的功，由动能定理有：m a0(x2x 3)12 得 v ，D 项错12 a0中物 11、理资源下载平台世昌的博客 分解加速度求解受力问题 学生用书 在应用牛顿第二定律解题时，通常不分解加速度而分解力，但有一些题目要分解加速度最常见的情况是与斜面模型结合，物体所受的作用力是相互垂直的，而加速度的方向与任一方向的力不同向此时，首先分析物体受力，然后建立直角坐标系，将加速度 a 分解为 据牛顿第二定律得 Fxma x，F yma y，使求解更加便捷、简单如图所示，某商场内扶梯与水平面夹角为 30，质量为 60 人站在扶梯的水平台阶上，当扶梯以 2 m/加速度斜向上运动时，求人对扶梯的压力和人所受到的摩擦力各是多少解析对人受力分析，他受到重力 持力 图所示，取水平向右为 x 轴正向，竖直 12、向上为 y 轴正向，将加速度如图分解，由牛顿第二定律得：FN由代入数值得：F N660 N，F f60 对扶梯的压力大小是 660 N.答案660 N 60 单选)(2013高考安徽卷)如图所示，细线的一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行在斜面体以加速度 a 水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力 T 和斜面的支持力 别为(重力加速度为 g)()ATm( )F Nm ()BT m()F Nm( )CT m()F Nm( )DTm( )F Nm ()解析：选 加速度沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向分解，axay分别在两方向应用牛顿第二定律，得：FNmg ma yTma x由式得Tm()，F Nm()高中物理资源下载平台世昌的博客 学生用书 理模型“滑块滑板”模型的分析1模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动2模型分析解此类题的基本思路：(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；(2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移(18 分)(2015云南昆明统测)如图所示，质量 M 1 木板 A 静止在水平地面上，在木板的左端放置一个质量m1 铁块 B(大小。