1、牛顿运动定律的综合应用牛顿运动定律的综合应用执教教师：XXX一、超重和失重1实重和视重(1)实重物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关(2)视重弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不再等于物体的重力2超重、失重和完全失重的比较现象现象实质实质视重视重超重超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_自身重力的现象自身重力的现象系统具有竖直系统具有竖直_的加速度或加的加速度或加速度有竖直速度有竖直_的分量的分量Fm(ga)失重失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_
2、自身重力的现象自身重力的现象系统具有竖直系统具有竖直_的加速度或加的加速度或加速度有竖直速度有竖直_的分量的分量Fm(ga)完全失重完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_的现象的现象系统具有竖直向下的加速度，且系统具有竖直向下的加速度，且agF0大于大于向上向上向上向上小于小于向下向下向下向下为零为零加深理解对超重和失重的理解注意以下两点1发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向2并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重，只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态判断正
3、误1物体处于超重时，是指物体的重力增大了( )2物体处于失重状态时，是指物体的“视重”减小了( )3物体在完全失重的条件下，对支持它的支持面压力为零( )4物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了( )即时突破即时突破二、牛顿运动定律的应用1整体法和隔离法(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的_相同时，可以把系统内的所有物体看成一个_，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_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_时，常把某个物体从系统中_出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对_出来的物体列方程求解的方法加速度加速度整体整体整体整体内力内力隔离隔离隔离隔离2动力学
4、图象(1)三种图象：vt图象，at图象、Ft图象(2)图象间的联系：加速度是联系vt图象与Ft图象的桥梁(3)三种应用：已知物体的运动图象，通过加速度分析物体的受力情况已知物体受力图象，分析物体的运动情况通过图象对物体的受力与运动情况进行分析加深理解对于多个物体组成的物体系统，若系统内各个物体具有相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解解答连接体问题的关键：一是先以整体为研究对象求出加速度；二是用隔离法求物体间的相互作用力易出现错误的地方是对物体进行受力分析如图，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受力的示意图为
5、()即时突破即时突破解析：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，竖直向下的重力和竖直向上的支持力，选项A正确答案：A1分清图象的类别：分清横、纵坐标所代表的物体量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点2注意图象中的一些特殊点所表示的物体意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等表示的物理意义3明确能从图象中获得哪些信息：把图象与物体的运动情况相结合，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中得出的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点重难点重难
6、点 1动力学中图象问题的求解方法动力学中图象问题的求解方法 (多选)(2015年新课标全国卷)如图(a)，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt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例例 1【答案【答案】ACD 1处理动力学图象问题的一般思路(1)依据题意，合理选取研究对象；(2)对物体先受力分析，再分析其运动过程；(3)将物体的运动过程与图象对应起来；(4)对于相对复杂的图象，可通过列解析式的方法进行判断2文字语言、函数语言、图象语言与物理情景之间的相互转换，是确立解
7、题方向、迅速明确解题方法的前提提分秘笈提分秘笈at图象的综合将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是()跟踪训练跟踪训练 1答案：答案：C (多选)与Ft、vt图象的综合将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上，如下图甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力F的作用下沿杆向上运动该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙、丙所示g10 m/s2.则下列说法正确的是()A在24 s内小球的加速度大小为0.5 m/s2B小球的质量为2 kgC杆的倾角为30D小球在04 s
8、内的位移为8 m跟踪训练跟踪训练 2答案：答案：AC 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”若已知物体之间的作用力
9、，则“先隔离求加速度，后整体求外力”重难点重难点 2整体法和隔离法在连接体问题中的应用整体法和隔离法在连接体问题中的应用 质量分别为m、2m的物块A、B用轻弹簧相连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同当用水平力F作用于B上且两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1，如图甲所示；当用同样大小的力F竖直共同加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，如图乙所示；当用同样大小的力F沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧的伸长量为x3，如图丙所示，则x1x2x3等于()A111 B123C121 D无法确定例例 2【答案【答案】A 应用隔离法与整体法的具体问题类型1滑轮上的连结
10、体问题若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法例如，如图所示，绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同，但方向不同，故采用隔离法提分秘笈提分秘笈2水平面上的连接体问题这类问题一般多是连接体(系统)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3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，解题时一般采用隔离法分析如图所示，两块粘连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力Fa和水平拉力Fb，已知FaFb，则a对b的作用力()A必为推力B必为拉力C可能为推力，也可能为
11、拉力D不可能为零跟踪训练跟踪训练 3答案：答案：C 如图所示，上方固定有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B的直径略小于盒子内侧前、后壁间的距离现使斜劈A在斜面体C上静止不动，此时盒子内侧的M、N点对球B均无压力，以下说法中正确的是()跟踪训练跟踪训练 4A若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则M点对球B有压力B若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则N点对球B有压力C若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则M点对球B有压力D若C的斜面粗糙，且斜劈A沿斜面匀速下滑，则N点对球B有压力解析：当斜面光滑，斜劈以一定的初速度沿斜面上滑
12、时，分析斜劈和球整体可知，整体具有相同的加速度，大小为agsin，方向沿斜面向下根据牛顿第二定律，故B球的合力方向沿斜面向下所以B球受重力、底部的支持力以及N对球的弹力可知M点对球无压力，N点对球有压力，故A错误，B正确；斜劈A沿斜面匀速下滑，知B球处于平衡状态，所受重力和底部的支持力平衡所以M、N对球均无压力，故C、D均错误答案：B1临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态；(3)若题目中有“最大”、“
13、最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度重难点重难点 3牛顿第二定律中的临界、极值问题的分析牛顿第二定律中的临界、极值问题的分析 2动力学中的“四种”典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件两物体相接触或脱离的临界条件是接触但接触面间弹力FN0.(2)相对静止或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，则相对静止或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断与不断的临界条件是绳子张力等于它所能承受的最大张力绳子松弛的临界条件
14、是FT0.(4)速度最大的临界条件在变加速运动中，当加速度减小为零时，速度达到最大值质量为m、半径为R的小球用长度也为R的轻质细线悬挂在小车车厢水平顶部的A点，现观察到小球与车顶有接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是()例例 3【答案【答案】C 处理临界问题的常用方法1极限法如果在题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等关键词时，一般隐含着临界问题处理这类问题时，常常把物理问题或过程推向极端，从而将临界状态及临界条件显露出来，以达到快速求解的目的2假设法有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界状态，也可能不会出现临界状态解答此类问题，一般用假设法，即假设出现某种
15、临界状态，分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符，然后根据实际情况进行处理3数学方法将物理过程转化为数学表达式，然后根据数学中求极值的方法，求出临界条件涉及二次函数、不等式、三角函数等提分秘笈提分秘笈如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离则下列说法中正确的是()跟踪训练跟踪训练 5答案：答案：C 如右图所示，将质量m1.24 kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数为0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角53的恒定拉力F，使圆环从静止开始做匀加速直线运动，第1 s内前
16、进了2 m(取g10 m/s2，sin530.8，cos530.6)，求：(1)圆环加速度a的大小；(2)拉力F的大小跟踪训练跟踪训练 6答案：答案：(1)4 m/s2(2)12 N或或124 N (多选)原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方由此可判断，此时升降机的运动可能是()A加速上升B减速上升C加速下降D减速下降例例 1易错点易错点 1判断超重、失重时不是看速度方向如何判断超重、失重时不是看速度方向如何【解析】当升降机静止时，地板给物体的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，且该静摩擦力可能小于或等于最大静摩擦力当升降机有向下的加速度时，必然会减小物体对地板的正压力，也就减小了最大静摩擦力，这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力，而弹簧的弹力未改变，这种情况下A才可能被拉向右方四个选项中B、C两种情况电梯的加速度是向下的，故选B、C.【答案】BC【错后感悟】关键是掌握：超重时具有向上的加速度，失重时具有向下的加速度如图所示的装置中，重为4 N的物块，用一平行于斜面的细线拴在斜面上端的小柱上，整个装置被固定在
