创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 3.3牛顿运动定律的综合应用（30页Word）

创新方案2014年高考物理精品教学案与知能检测 3.3牛顿运动定律的综合应用（30页Word）内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 视重(1)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示数称为视重。 (2)视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的 压力。 2超重、失重和完全失重比较超重现象 失重现象 完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于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)小于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)等于零的现象产生条件物体的加速度方向竖直向上物体的加速度方向竖直向下物体的加速度方向竖直向下，大小 agFmgma ma m( ga) Fm(ga) F0运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或 2、减速上升以 ag 加速下降或减速上升(1)尽管物体的加速度不是竖直方向，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。 (2)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)发生变化。 (3)在完全失重的状态下，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、液体柱不再产生压强等。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 在下列运动过程中，人处于失重状态的是()A小朋友沿滑梯加速滑下B乘客坐在沿平直路面减速行驶的汽车内C宇航员随飞船绕 3、地球做圆周运动D运动员何冲离开跳板后向上运动解析：选 体处于失重状态指的是在物体具有向下的加速度情况下，物体对支撑面的压力或者悬挂物的拉力小于物体的重力的现象。 当小朋友沿滑梯加速下滑时，具有向下加速度，滑梯对人的支持力小于人的重力，人处于失重状态；乘客坐在沿平直路面减速行驶的汽车内，加速度在水平方向，对乘客受力分析可得在竖直方向汽车对乘客的作用力平衡了人的重力，人不处于失重状态；宇航员随飞船绕地球做圆周运动，宇航员处于完全失重状态；运动员离开跳板后仅受重力作用处于完全失重状态。 选项 A、C、D 正确。 牛顿运动定律的应用1整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看 4、成 一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法。 2隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解。 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，或者要求出系统内两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，且要求物体 5、之间的作用力时，可以先用整体法光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，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”。 2如图 331 所示，在光滑水平地面上，水平外力 F 拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。 小车质量为 M，木块质量为 m，加速度大小为 a，木块和小车之间的动摩擦因数为 ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是()图 331A (M m) g D BDm 与 M 无相对滑动，故 a 相同。 对 m、M 整体 F( Mm) a，故 a整体加速度相同也为 a，对 m：F f即 ，又由牛顿第二定律隔离 m，F f故 B、D 正确 6、。 重的理解及应用命题分析 超重和失重是日常生活中的常见现象，在历年高考中经常考查，难度不大，题型常为选择题。 例 1一同学想研究电梯上升过程的运动规律。 某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为 5 砝码和一套便携式 验系统，砝码悬挂在力传感器上。 电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止。 在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图 332 所示。 取重力加速度 g10 m/s 2，根据表格中的数据。 求：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 32(1)电梯在最初加速阶段的加速度 最后减速阶段的加速度 大小；(2)电梯在 3.0 s 时段内的速度 v 的大小；(3)电梯在 19.0 s 7、内上升的高度 H。 解析(1)由牛顿第二定律 F图象所给信息得 m/.6 m/s 28 505 m/.8 m/s 20 465(2)3.0 s 内电梯匀速运动，由匀变速直线运动的速度公式得 va 1 m/sm/s(3)电梯在 19.0 s 内上升的高度 H 应是三阶段位移之和，即H 1 12 23 2 m0 m 2 m69.6 m。 12 12答案(1)1.6 m/s 20.8 m/s 2(2)m/s(3)69.6 m 判断超重和失重现象的方法(1)从受力的角度判断，当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。 光世昌老师高中物理 8、精品资源免费下载地址 (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。 变式训练1在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 50 梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图 333 所示，在这段时间内下列说法中正确的是()图 333A晓敏同学所受的重力变小了B晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C电梯一定在竖直向下运动D电梯的加速度大小为 g/5，方向一定竖直向下 9、解析：选 D由题知体重计的示数为 40 ，人对体重计的压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并没有变化，A 错；由牛顿第三定律知 B 错；电梯具有向下的加速度，但不一定是向下运动，C 错；由牛顿第二定律 N知 a ， 对。 整体法和隔离法的应用命题分析 整体法和隔离法是解答高考题常用的方法，不仅在牛顿运动定律中常被用到，在共点力平衡问题中也常被用到，涉及的题型既有选择也有计算。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 例 2(2012上海高考)如图 334 所示，光滑斜面固定于水平面，滑块 A、B 叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A 上表面水平。 则在斜面上运动时，B 受力的示意 10、图为( )图 334图 335解析以滑块 A、B 整体为研究对象，整体加速度沿斜面向下，以滑块 B 为研究对象，沿水平和竖直方向分解滑块 B 的加速度可知，滑块 B 受到水平向左的摩擦力，竖直向下的重力，竖直向上的支持力，选项 A 正确。 答案A 整体法与隔离法常涉及的问题类型(1)涉及隔离法与整体法的具体问题类型：涉及滑轮的问题：若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。 水平面上的连接体问题：统 )各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。 解题时，一般采用先整体、后隔离的方法。 者正交分解力，或者正交分解加速度。 斜面体与上面物体组成的连接体的问题：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 11、，解题时一般采用隔离法分析。 (2)解决这类问题的关键：光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，弄清各个物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，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。 变式训练2如图 336 所示，光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是 用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对 m 的最大拉力为( )图 336A. D3 B经过受力分析， A、B 之间的静摩擦力为 B、C、D 组成的系统提供加速度，加速度达到最大值的临界条 12、件为 A、B 间达到最大静摩擦力，即 ，而绳T 给 C、D 组成的系统提供加速度，因而拉力的最大值为 ma m ，故3。 应用牛顿运动定律解决多运动过程问题命题分析 多运动过程往往是比较复杂的问题，在高考中常在计算题中考查，且常把牛顿运动定律与其他力学规律、电场、磁场等知识综合起来考查，难度较大。 例 3(2013江西省重点中学联考)中央电视台近期推出了一个游戏节目推矿泉水瓶。 选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不停在有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。 其简化光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 37 所示，长度为 m 的水平桌 13、面，选手们可将瓶子放在 A 点，从 A 点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，有效区域。 已知 度为 m，瓶子质量为 m0.5 子与桌面间的动摩擦因数 选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿 直线运动，(g 取 10 m/设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：图 337(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少。 (2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少。 思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功瓶子能否停在有效区域内，取决于放手时瓶离有效区的距离、瓶的速度及动摩擦因数(2)作用在瓶子上的水平推力 F20 N 放手前瓶子做匀加速直线运动(3)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少瓶子停止时距离 C 点越近，则推力的作用时间越长(4)推力作用在瓶子上的距离最小为多少推力的作用距离越小，则瓶子停止时越靠近。