【物理】2019届一轮复习人教版第三章第3讲牛顿运动定律的应用(一)学案

【物理】2019届一轮复习人教版第三章第3讲牛顿运动定律的应用(一)学案

第3讲　牛顿运动定律的应用(一)‎ 一、超重和失重 ‎1．超重 ‎(1)定义：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．‎ ‎(2)产生条件：物体具有向上的加速度(或向上的加速度分量)．‎ ‎2．失重 ‎(1)定义：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．‎ ‎(2)产生条件：物体具有向下的加速度(或向下的加速度分量)．‎ ‎3．完全失重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象．‎ ‎(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．‎ 自测1　关于超重和失重的下列说法中，正确的是(　　)‎ A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化 答案　D 二、动力学中的图象问题 ‎1．动力学中常见的图象 v－t图象、x－t图象、F－t图象、F－a图象等．‎ ‎2．解决图象问题的关键 ‎(1)看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原来是否从0开始．‎ ‎(2)理解图象的物理意义，能够抓住图象的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解．‎ 自测2　静止物体受到的合外力随时间变化的图象如图1所示，它的速度随时间变化的图象是下图中的(　　)‎ 图1‎ 答案　A 解析　由合外力随时间变化的图象知，物体先做匀加速运动再做匀加速运动，且第二次加速度大于第一次加速度，最后所受合力为0，做匀速运动，故选A.‎ 三、连接体问题 ‎1．两个(或两个以上)物体组成的系统，我们称之为连接体．连接体的加速度通常是相同的，但也有不同的情况，如一个静止、一个运动．连接体问题的类型有：物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体．‎ ‎2．处理连接体问题的方法：整体法与隔离法．要么先整体后隔离，要么先隔离后整体．不管用什么方法解题，所使用的规律都是牛顿运动定律．‎ 自测3　光滑水平面上两物体质量分别为M、m，由轻绳相连，水平恒力F作用在M上，如图2所示．求轻绳上的拉力大小．‎ 图2‎ 答案　见解析 解析　对M、m组成的整体由牛顿第二定律得：‎ F＝(M＋m)a a＝.‎ 对m由牛顿第二定律得 绳子拉力FT＝ma 即FT＝F.‎ 四、动力学中的临界极值问题 ‎1．临界或极值条件的标志 ‎(1)题目中“刚好”“恰好”“正好”等关键词句，明显表明题述的过程存在着临界点．‎ ‎(2)题目中“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词句，表明题述过程存在着“起止点”，而这些“起止点”一般对应着临界状态．‎ ‎(3)题目中“最大”“最小”“至多”“至少”等词句，表明题述的过程存在着极值，这个极 值点往往是临界点．‎ ‎2．常见临界问题的条件 ‎(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN＝0.‎ ‎(2)相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值．‎ ‎(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是FT＝0.‎ ‎(4)最终速度(收尾速度)的临界条件：物体所受合外力为零.‎ 命题点一　超重、失重问题 状态比较 超重 失重 本质特征 ‎①物体具有竖直向上的加速度a ‎②物体加速度有竖直向上的分量 ‎①物体具有竖直向下的加速度a ‎②物体加速度有竖直向下的分量 现象 对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于重力，即F＝mg＋ma>mg 对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于重力，即F＝mg－ma4 N时，A、B发生相对滑动，‎ 对B，由牛顿第二定律得：‎ a＝＝F－ 知a－F图线的斜率k＝＝1，解得：M＝1 kg，‎ 所以A的质量为：m＝3 kg.‎ 故B正确，A、C、D错误．‎ 变式3　如图9所示，质量为1 kg的木块A与质量为2 kg的木块B叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为2 N，B与地面间的动摩擦因数为0.2.用水平力F作用于B，则A、B保持相对静止的条件是(g取10 m/s2)(　　)‎ 图9‎ A．F≤12 N B．F≤10 N C．F≤9 N D．F≤6 N 答案　A 解析　当A、B间有最大静摩擦力(2 N)时，对A由牛顿第二定律知，加速度为2 m/s2，对A、B整体应用牛顿第二定律有：F－μ(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，解得F＝12 N，故A、B保持相对静止的条件是F≤12 N，A正确，B、C、D错误.‎ ‎1.(2017·南阳中学月考)2015年7月的喀山游泳世锦赛中，我省名将陈若琳勇夺女子十米跳台桂冠．她从跳台斜向上跳起，一段时间后跳入水中，如图10所示．不计空气阻力．下列说法正确的是(　　)‎ 图10‎ A．她在空中上升过程中处于超重状态 B．她在空中下落过程中做自由落体运动 C．她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度 D．入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小 答案　D 解析　起跳以后在空中的运动过程中她的加速度方向向下，所以处于失重状态，故A错误；她具有水平初速度，所以不能看做自由落体运动，故B错误；入水过程中，开始时水对她的作用力大小(浮力和阻力)小于她的重力，所以先向下做一段加速运动，即入水后的速度先增大，故C错误；入水过程中，水对她的作用力和她对水的作用力是一对作用力与反作用力，‎ 二者大小相等，故D正确．‎ ‎2．某物体做直线运动的v－t图象如图11所示，据此判断四个选项图(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)中正确的是(　　)‎ 图11‎ 答案　B ‎3．(多选)如图12所示，倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑．支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面始终保持静止，则下列说法正确的是(　　)‎ 图12‎ A．斜面光滑 B．斜面粗糙 C．达到稳定状态后，地面对斜面的摩擦力水平向左 D．达到稳定状态后，地面对斜面的摩擦力水平向右 答案　AC 解析　隔离小球，可知小球的加速度方向沿斜面向下，大小为gsin θ，对支架系统进行分析，只有斜面光滑，支架系统的加速度才是gsin θ，所以A正确，B错误．将支架系统和斜面看成一个整体，因为整体具有沿斜面向下的加速度，故地面对斜面体的摩擦力水平向左，C正确，D错误．‎ ‎4.(2018·高邮中学月考)如图13所示，一截面为椭圆形的容器内壁光滑，其质量为M，置于光滑水平面上，内有一质量为m的小球，当容器受到一个水平向右的力F作用向右匀加速运动时，小球处于图示位置，重力加速度为g，此时小球对椭圆面的压力大小为(　　)‎ 图13‎ A．m B．m C．m D. 答案　B 解析　先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：加速度为a＝，再对小球研究，分析受力情况，如图，由牛顿第二定律得到：FN＝＝m，由牛顿第三定律得，B选项正确．‎