1、第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 第3讲 牛顿运动定律的综合应用 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 超重与失重现象 1超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有的加速度2失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象(2)产生条件：物体具有的加速度大于向上小于向下第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三
2、考点四 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 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)的现象称为完全失重现象(2)产生条件：物体的加速度 a，方向竖直向下等于零g第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 1(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
3、加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度 解析 D 试题 加速度向上为超重，向下为失重，手托物体抛出的过程，必定有一段加速过程，即超重过程，从加速后到手和物体分离的过程中，可以匀速也可以减速，因此可能失重，也可能既不超重也不失重，A、B 错误手与物体分离时的力学条件为手与物体之间的压力 FN0，分离后手和物体一定减速，物体减速的加速度为 g，手减速要比物体快才会分离，因此手的加速度大于 g，C错误，D 正确考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 2.(2
4、016株洲模拟)如图所示，A、B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)下列说法正确的是()A在上升和下降过程中 A 对B 的压力一定为零B上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力C下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力D在上升和下降过程中 A 对 B 的压力等于 A物体受到的重力 解析 A 试题 A、B 整体只受重力作用，做竖直上抛运动，处于完全失重状态，不论上升还是下降过程，A 对 B 均无压力，A 正确考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点
5、三 考点四 3竖直升降的电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为 m的物体当电梯静止时弹簧被压缩了 x；当电梯运动时弹簧又被压缩了 x.试判断电梯运动的可能情况是()A以大小为 2g 的加速度加速上升B以大小为 2g 的加速度减速上升C以大小为 g 的加速度加速下降D以大小为 g 的加速度减速下降 解析 D 试题 因为电梯静止时，弹簧被压缩了 x，由此可知 mgkx.当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了 x，弹簧的弹力变大，所受合力方向向上，大小是 mg，物体处于超重状态由牛顿第二定律可得，mgma，即加速度大小 ag，方向也是向上的，此时物体可能是做向上的匀加速运动，也可能是做向下
6、的匀减速运动，D 正确考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 反思提升 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度，这也是判断物体超重或失重的根本所在(3)当物体处于完全失重状态时，重力只有使物体产生 ag 的加速度效果，不再有其他效果此时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如
7、单摆停摆、天平失效、液体不再产生压强和浮力等第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 动力学中的图象问题 考点二 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 1常见的动力学图象v-t 图象、a-t 图象、F-t 图象、F-a 图象等2图象问题的类型(1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况(3)由已知条件确定某物理量的变化图象第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 考点二 3解题策略(1)问题实质是
8、力与运动的关系，解题的关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 1(多选)(2015高考江苏卷)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度 a 随时间 t变化的图线如图所示，以竖直向上为 a 的正方向，则人对地板的压力()At2 s 时最大 Bt2 s 时最小Ct8.5 s 时最大Dt8.5 s 时最小AD 解析 试题
9、地板对人的支持力 FNmgma，t2 s 时，a 有正的最大值，此时 FN 最大，由牛顿第三定律可知，A 正确，B 错误；t8.5 s 时，a 有负的最大值，此时 FN 最小，由牛顿第三定律可知，C 错误，D 正确考点二 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 2.(2015高考重庆卷)若货物随升降机运动的 v-t 图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 的关系图象可能是()B 解析 试题 由 v-t 图象可知，升降机的运动过程为：向下加速(失重：Fmg)
10、向下匀速(Fmg)向下减 速(超重：Fmg)向上加速(超重：Fmg)向上匀速(F mg)向上 减速(失重：Fmg)，对照F-t 图象可知，B 正确考点二 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 3(多选)(2015高考全国卷)如图(a)，一物块在 t0 时刻滑上一固定斜面，其运动的 v-t 图线如图(b)所示若重力加速度及图中的 v0、v1、t1 均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度ACD 解析 试题 设物块的质量为 m
11、、斜面的倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数为，物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为 a1和 a2，根据牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2.再结合 v-t 图线斜率的物理意义有 a1v0t1，a2v1t1.由上述四式可见，无法求出m，可以求出、，故 B 错，A、C 均正确.0t1 时间内的 v-t 图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离，已求出，故可以求出物块上滑的最大高度，故 D 正确考点二 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点
12、四 反思提升 考点二 分析图象问题时常见的误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位(2)不注意坐标原点是否从零开始(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 动力学中的临界、极值问题 考点三 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 1动力学中的临界、极值问题在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”“最小”“刚
13、好”等词语时，往往会有临界值出现第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 考点三 2产生临界问题的条件(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 FN0.(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是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 FT0.NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页
14、下页 考点二 考点三 考点四 考点三(4)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合力最大时，具有最大加速度；合力最小时，具有最小加速度当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 1.如图所示，一夹子夹住木块，在力 F 作用下向上提升夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f.若木块不滑动，力 F 的最大值是()A
15、.2fmMMB.2fmMmC.2fmMM(mM)gD.2fmMm(mM)gA 解析 试题 对整个系统应用牛顿第二定律有F(Mm)g(Mm)a对 M 应用牛顿第二定律有 2fMgMa由 联 立 可 得 F 2fmMM，故 A 正确考点三 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 2.如图所示，质量为 m1 kg 的物块放在倾角为 37的斜面体上，斜面体质量为 M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2，地面光滑现对斜面体施一水平推力 F，要使物块 m 相对斜面静止，试确定推力 F 的取值
16、范围(g 取 10 m/s2)解析 试题 假设水平推力 F 较小，物块相对斜面具有下滑趋势，当刚要下滑时，推力 F 具有最小值，设大小为 F1，此时物块受力如图甲所示，取加速度方向为 x 轴正方向，对物块分析，在水平方向有FNsin FNcos ma1竖直方向有FNcos FNsin mg0对整体有 F1(Mm)a1代入数值得 a14.8 m/s2，F114.4 N.考点三 14.4 NF33.6 NNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 2.如图所示，质量为 m1 kg 的物块放在倾角
17、为 37的斜面体上，斜面体质量为 M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2，地面光滑现对斜面体施一水平推力 F，要使物块 m 相对斜面静止，试确定推力 F 的取值范围(g 取 10 m/s2)解析 试题 假设水平推力 F 较大，物块相对斜面具有上滑趋势，当刚要上滑时，推力 F 具有最大值，设大小为 F2，此时物块受力如图乙所示，对物块分析，在水平方向有FNsin FN cos ma2竖直方向有 FN cos FNsin mg0对整体有 F2(Mm)a2代入数值得 a211.2 m/s2，F233.6 N.综上所述可知推力 F 的取值范围为：144 NF33.6 N.考点三 14.4 NF
18、33.6 NNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 3.如图所示，一质量 m0.4 kg 的小物块，以v02 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力 F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t2 s 的时间物块由 A 点运动到 B 点，A、B 之间的距离 L10 m已知斜面倾角 30，物块与斜面之间的动摩擦因数 33，重力加速度 g 取 10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小(2)拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的最小值是多少？解析
19、试题 (1)设物块加速度的大小为 a，到达 B 点时速度的大小为 v，由运动学公式得Lv0t12at2vv0at联立式，代入数据得a3 m/s2v8 m/s考点三(1)3 m/s2 8 m/s(2)30 13 35 NNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 3.如图所示，一质量 m0.4 kg 的小物块，以v02 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力 F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经 t2 s 的时间物块由 A 点运动到 B 点，A、B 之间的距离 L10 m已知斜面倾角 3
20、0，物块与斜面之间的动摩擦因数 33，重力加速度 g 取 10 m/s2.(1)求物块加速度的大小及到达 B 点时速度的大小(2)拉力 F 与斜面夹角多大时，拉力 F 最小？拉力 F 的最小值是多少？解析 试题 (2)设物块所受支持力为 FN，所受摩擦力为 Ff，拉力与斜面间的夹角为，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得Fcos mgsin FfmaFsin FNmgcos 0又 FfFN联立式得Fmgsin cos macos sin 由数学知识得cos 33 sin 2 33 sin(60)由式可知对应 F 最小时与斜面间的夹角30联立式，代入数据得 F 的最小值为Fmin13 35 N.考
21、点三(1)3 m/s2 8 m/s(2)30 13 35 NNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 传送带模型 考点四 NO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移 x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻(2)倾
22、斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 1.(2016兰州质检)如图所示，有一水平传送带匀速向左运动，某时刻将一质量为 m的小煤块(可视为质点)放到长为 L 的传送带的中点它与传送带间的动摩擦因数为，求：(1)小煤块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向；(2)要使小煤块留在传送带上的印记长度不超过L2，传送
23、带的速度 v 应满足的条件 解析 试题 (1)小煤块受到的摩擦力大小 Ffmg，方向水平向左(2)依题意，由牛顿第二定律得，小煤块的加速度aFfmmgm g设小煤块刚滑到传送带左端时速度正好与传送带速度相等，大小为 v，由 vat，得 t vg小煤块位移 x112at2，联立得 x112g v2g2传送带位移 x2vt，由空间关系得 x2x1L2联立得v2g v22gL2，则 v gL.考点四(1)mg 水平向左(2)v gLNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 2.如图所示为某工厂的
24、货物传送装置，倾斜运输带AB(与水平面成 37角)与一斜面 BC(与水平面成 30角)平滑连接，B 点到 C 点的距离为 L0.6 m，运输带运行速度恒为 v05 m/s，A 点到 B 点的距离为x4.5 m现将一质量为 m0.4 kg 的小物体轻轻放于 A 点，物体恰好能到达最高点 C 点，已知物体与斜面间的动摩擦因数 1 36.求：(g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，空气阻力不计)(1)小物体运动到 B 点时的速度 v 的大小；(2)小物体与运输带间的动摩擦因数；(3)小物体从 A 点运动到 C 点所经历的时间 t.解析 试题 (1)设小物体在斜面上的加速度为
25、 a1，运动到 B 点时的速度为 v，由牛顿第二定律得mgsin 1mgcos ma1由运动学公式知 v22a1L，联立解得v3 m/s.(2)因为 vv0，所以小物体在运输带上一直做匀加速运动，设加速度为a2，则由牛顿第二定律知mgcos mgsin ma2又因为 v22a2x，联立解得 78.(3)小物体从 A 点运动到 B 点所经历时间 t1va2，从 B 点运动到 C 点经历时间 t2va1联立并代入数据得小物体从 A 点运动到 C 点所经历的时间 tt1t23.4 s.考点四(1)3 m/s(2)78(3)3.4 sNO.1 梳理主干 牢固记忆 NO.2 题组训练 提升能力 第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点四 知能提升演练 本课内容结束
