【與名師對(duì)話】2014年高考物理總復(fù)習(xí) 第3講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用（一）課件 新人教版必修1

1、示數(shù),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(dāng)物體處于超重和失重狀態(tài)時(shí)，物體受到的重力并沒(méi)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(zhì)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(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，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(jì)空氣阻力的各種拋體運(yùn)動(dòng)，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(chǎn)生的一切現(xiàn)象都不存在了．例如，物體對(duì)水平支持面沒(méi)有壓力，對(duì)豎直懸線沒(méi)有拉力，不能用天平測(cè)物體的質(zhì)量，液柱不產(chǎn)生壓強(qiáng)，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(shí)段

3、內(nèi)的速度v的大??；(3)電梯在19.0 s內(nèi)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(duì)超重和失重的考查多為定性分析題，一類(lèi)是分析生活中的一些現(xiàn)象；另一類(lèi)是臺(tái)秤上放物體或測(cè)力計(jì)下懸掛物體，確定示數(shù)的變化．分析這些問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下三方面思維誤區(qū)：(1)認(rèn)為超重、失重取決于物體運(yùn)動(dòng)的速度方向，

4、向上就超重，向下就失重．(2)認(rèn)為物體發(fā)生超重、失重時(shí)，物體的重力發(fā)生了變化．,(3)對(duì)系統(tǒng)的超重、失重考慮不全面，只注意運(yùn)動(dòng)物體的受力情況而忽視周?chē)矬w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(jì)空氣阻力)．下列說(shuō)法正確的是(　　),A．在上升和下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力一定為零B．上升過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力C．下降過(guò)程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D．在上升和下降過(guò)程中A對(duì)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(jì)，兩物體只受重力作用，對(duì)于完全失重狀態(tài)，A對(duì)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(jié)合起來(lái)，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)等的物理意義，確定從圖象中反饋出來(lái)的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)．5．解讀圖象的另一有效途徑是根據(jù)圖象模擬出相應(yīng)的物理情境，把抽象的圖象過(guò)程轉(zhuǎn)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(wèn)題由難化易、由繁化簡(jiǎn)．,[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(shí)間的關(guān)系圖象可知，滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝1 s，斜面BC的長(zhǎng)度，s＝a1t＝×6×12 m＝3 m.,(2)滑塊對(duì)斜面壓力，N1′＝mgcos θ，斜面對(duì)傳感器壓力F1＝N1′sinθ.由傳感器記錄到的力和時(shí)

7、間的關(guān)系圖象可知，F(xiàn)1＝12 N，聯(lián)立解得滑塊的質(zhì)量m＝2.5 kg.,解答圖象問(wèn)題的技巧圖象能形象地表達(dá)物理規(guī)律，鮮明地表示物理量間的關(guān)系．利用函數(shù)圖象分析物理問(wèn)題，可使分析過(guò)程更巧妙、更靈活．動(dòng)力學(xué)中常見(jiàn)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(wèn)題的關(guān)鍵在于看清圖象的縱、橫坐標(biāo)所表示的物理量及單位并注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始，理解圖象的物理意義，能夠抓住圖象的一些關(guān)鍵點(diǎn)，如斜率、截距、面積、交點(diǎn)、拐點(diǎn)等，

8、判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況或受力情況，再結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解．,(2012·天津模擬)如右圖所示，穿在水平直桿上質(zhì)量為m的小球開(kāi)始時(shí)靜止．現(xiàn)對(duì)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(biāo)出)．已知小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未從桿上脫落，且F0>μmg.如下圖所示，關(guān)于運(yùn)動(dòng)中的速度—時(shí)間圖象正確的是(　　),(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P52)物理建?！獋?/p>

9、送帶模型幾種常見(jiàn)的傳送帶問(wèn)題,,,,,,“皮帶”問(wèn)題的判斷思路：相對(duì)運(yùn)動(dòng)→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(shí)刻．傳送帶傾斜時(shí)，要仔細(xì)審題，比較斜面傾角θ與arctanμ的大?。盟俣取獣r(shí)間圖象輔助解答會(huì)讓過(guò)程更加明朗．,[思路啟迪]　解題時(shí)弄清以下問(wèn)題：①將小物體輕輕地放在運(yùn)輸帶上面后，運(yùn)輸帶對(duì)小物體的滑動(dòng)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(yùn)輸帶上是一直做加速運(yùn)動(dòng)還是先加速后隨運(yùn)輸帶做勻速運(yùn)動(dòng)？②小物體沖上斜面后做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零．,[解題樣板]　(1)設(shè)小物體在斜面上的加速度為a1，對(duì)小物體進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律得mgsinθ＋________＝ma1(2分)因小物體到達(dá)斜面最高點(diǎn)P時(shí)速度恰好為零，由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得v2＝________(2分)聯(lián)立解得v＝3 m/s.(1分),(2)因?yàn)関<v0，所以小物

11、體在運(yùn)輸帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)加速度為a2，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得________＝ma2(2分)v2＝________(2分)聯(lián)立解得μ＝0.3.(1分)(3)設(shè)小物體在運(yùn)輸帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則t＝v/a2(2分)小物體與運(yùn)輸帶的相對(duì)路程為Δx＝________＝3.5 m．(2分),傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)輸帶上，因

12、此開(kāi)始時(shí)小物體必定受到與運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng)方向一致的滑動(dòng)摩擦力作用，如果在小物體到達(dá)運(yùn)輸帶的最右端前速度就達(dá)到5 m/s，之后小物體將會(huì)隨運(yùn)輸帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)．,[易錯(cuò)分析] 不能把題干中的圖象以及問(wèn)題選項(xiàng)中的圖象完全融合起來(lái)分析問(wèn)題，抓不住解決超重、失重問(wèn)題的實(shí)質(zhì)出錯(cuò)，如認(rèn)為失重的物體一定是向上運(yùn)動(dòng)，錯(cuò)選C項(xiàng)．,[正確解答]　 本題考查超重和失重、v－t圖象的應(yīng)用等知識(shí)．由圖可看出，在t0～t1時(shí)間內(nèi)，彈簧秤示數(shù)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(yùn)動(dòng)或者向上做勻減速運(yùn)動(dòng)；t1～t2時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)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(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)；t2～t3時(shí)間內(nèi)彈簧秤示數(shù)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(yùn)動(dòng)或者向上做勻加速運(yùn)動(dòng)．綜上，AD選項(xiàng)正確，BC選項(xiàng)錯(cuò)誤．本題正確選項(xiàng)為AD.,在探究超重和失重規(guī)律時(shí)，某體重為G的同學(xué)站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動(dòng)作．傳感器和計(jì)算機(jī)相

14、連，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到壓力F隨時(shí)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(dòng)作，它包括的物理過(guò)程是先加速向下運(yùn)動(dòng)，然后減速向下運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的選項(xiàng)是D.[答案] D,易錯(cuò)點(diǎn)2：在多過(guò)程問(wèn)題中不能正確判斷子過(guò)程間的聯(lián)系,[易錯(cuò)分析] 對(duì)每一個(gè)子過(guò)程的受力情況分析不清楚，特別是對(duì)撤去力F后的受力情況不認(rèn)真分析，片面地認(rèn)為小球上沖、下降的全過(guò)程做

15、加速度不變的勻變速運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤．,求解多過(guò)程問(wèn)題，要能夠?qū)⒍噙^(guò)程分解為多個(gè)子過(guò)程，在每一個(gè)子過(guò)程中，對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，正確求解加速度是關(guān)鍵．求解時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)當(dāng)物體的受力情況發(fā)生變化時(shí)其加速度也要變化；(2)兩個(gè)過(guò)程的銜接——前一過(guò)程的末速度是后一過(guò)程的初速度．特別注意物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可能會(huì)兩次經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)，在沿斜面向上和向下運(yùn)動(dòng)過(guò)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(zhǎng)的固定

16、斜面上，有一質(zhì)量m＝1 kg的物塊，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，物塊受到沿平行于斜面向上的細(xì)線的拉力F＝9.6 N的作用，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)2 s細(xì)線突然斷了，求細(xì)線斷后多長(zhǎng)時(shí)間物塊的速度大小達(dá)到22 m/s.(sin37°＝0.6，g＝10 m/s2),[解析]　根據(jù)物塊的受力情況的變化可將物塊的運(yùn)動(dòng)分為三個(gè)階段．第一階段：在最初2 s內(nèi)，物塊在F＝9.6 N的拉力作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a

17、1，受力如圖所示，有：,(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)P53)1．(2012·泰安月考)在光滑水平地面上，一物體靜止．現(xiàn)受到水平拉力F的作用，拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如右圖所示．則(　　),A．物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B．0～4 s內(nèi)物體的位移為零C．4 s末物體的速度最大D．0～4 s內(nèi)拉力對(duì)物體做功為零[解析]　物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，故A、B、C錯(cuò)誤；0～2 s內(nèi)和2～

18、4 s內(nèi)位移大小相等但拉力卻大小相等而方向相反，故0～4 s內(nèi)拉力做功為零，所以答案選D.[答案] D,2．(2012·山東東營(yíng)模擬)在升降電梯內(nèi)的地面上放一體重計(jì)，電梯靜止時(shí)，曉敏同學(xué)站在體重計(jì)上，體重計(jì)示數(shù)為50 kg，電梯運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，某一段時(shí)間內(nèi)曉敏同學(xué)發(fā)現(xiàn)體重計(jì)示數(shù)如右圖所示．在這段時(shí)間內(nèi)下列說(shuō)法中正確的是(　　),3．(2012·溫州月考)傳送機(jī)的皮帶與水平方向的夾角為α，如右圖所示，將質(zhì)量為m的物

19、體放在皮帶傳送機(jī)上，隨皮帶保持相對(duì)靜止一起向下以加速度a(a>gsinα)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則下列關(guān)于小物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的說(shuō)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(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)一定大于tanα,[解析]　物體隨皮帶保持相對(duì)靜止一起向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，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(cuò)；加速度a

20、>gsinα，說(shuō)明靜摩擦力沿傳送帶向下，而小物塊運(yùn)動(dòng)方向也向下，故靜摩擦力對(duì)小物塊一定做正功，B對(duì)；由牛頓第二定律：mgsinα＋f＝ma，因?yàn)閍比gsinα大多少不知道，所以靜摩擦力的大小可能等于mgsinα，C對(duì)；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(shuō)“皮帶與滑塊的動(dòng)摩擦因數(shù)一定大于tanα”是錯(cuò)的，D錯(cuò)．[答案] BC,4．(2013·湖南重點(diǎn)中學(xué)月考)某運(yùn)動(dòng)員

21、做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下，跳離飛機(jī)一段時(shí)間后打開(kāi)降落傘做減速下落，他打開(kāi)降落傘后的速度圖線如圖a.降落傘用8根對(duì)稱(chēng)的繩懸掛運(yùn)動(dòng)員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖b.已知人的質(zhì)量為50 kg，降落傘質(zhì)量也為50 kg，不計(jì)人所受的阻力，打開(kāi)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(kāi)降落傘前人下落