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2018高考一轮物理文档 第三章 牛顿运动定律 第3节 牛顿运动定律的综合应用 教师用书 含答案 精品

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第3节 牛顿运动定律的综合应用 知识点 1 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,在地球上的同一位 置是不变的. (2)视重: ①当物体挂在弹簧测力计下或放在水*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、失重和完全失重的比较 超重现象 失重现象 完全失重 物体对支持物的压 力 ( 或对悬挂物的拉 力)等于零的现象 物体对支持物的压力 物 体 对 支 持 物 的 压 概念 ( 或对悬挂物的拉力 ) 力 ( 或对悬挂物的拉 大于物体所受重力的 力 ) 小于物体所受重 现象 产生 条件 原理 方程 运动 状态 力的现象 物体的加速度方向向 物 体 的 加 速 度 方 向 物体的加速度方向 上 F-mg=ma F=m(g+a) 加速上升、 减速下降 整体法与隔离法 向下 mg-F=ma F=m(g-a) 加速下降、 减速上升 向下,大小 a=g mg-F=mg F=0 无阻力的抛体运动 情况; 绕地球匀速圆 周运动的卫星 知识点 2 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的方法. 3.外力和内力 如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系 统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力.应用牛顿第二定律列方 程时不考虑内力.如果把某物体隔离出来作为研究对象,则原来的内力将转换为 隔离体的外力. 1.正误判断 (1)超重说明物体的重力增大了.(×) (2)失重说明物体的重力减小了.(×) (3)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上.(×) (4)物体失重时,也可能向上运动.(√) (5)应用牛顿运动定律进行整体分析时,可以分析内力.(×) (6)物体完全失重时,说明物体的重力为零.(×) 2.[对超重、失重的理解应用](多选)(2015· 江苏高考)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 331 所示,以竖直向上为 a 的正方 向,则人对地板的压力( ) 图 331 A.t=2 s 时最大 B.t=2 s 时最小 C.t=8.5 s 时最大 D.t=8.5 s 时最小 AD [人受重力 mg 和支持力 FN 的作用,由牛顿第二定律得 FN-mg=ma.由 牛顿第三定律得人对地板的压力 F′N=FN=mg+ma.当 t=2 s 时 a 有最大值, F′N 最 大;当 t=8.5 s 时,a 有最小值,F′N 最小,选项 A、D 正确.] 3.[完全失重状态的应用]如图 332 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( ) 图 332 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 A [不计空气阻力,A、B 两物体抛出后一起运动的加速度为 g,两物体均处 于完全失重状态,因此,物体只受重力作用,两物体间的相互作用力为零, A 正 确.] 4. [整体法与隔离法的应用](多选)如图 333 所示, 物块 A 的质量是 B 的 2 倍, 在恒力 F 作用下,在水*面上做匀加速直线运动.若物块与水*面间接触面光滑, 物块 A 的加速度大小为 a1,物块 A、B 间的相互作用力大小为 N1;若物块与水* 面间接触面粗糙,且物块 A、B 与水*面间的动摩擦因数相同,物块 B 的加速度大 小为 a2,物块间的相互作用力大小为 N2,则以下判断正确的是( ) 【导学号:92492135】 图 333 A.a1=a2 C.N1=N2 B.a1>a2 D.N1>N2 BC [设 B 的质量为 m, 则 A 的质量为 2m; 接触面光滑时, 整体分析: a1= F 2m+m F-f F F F =3m,对 B 分析:N1=mBa1= 3 .接触面粗糙时,整体分析:a2= 3m =3m-μg, F 可知 a1>a2;对 B 分析:N2=ma2+μmg= 3 ,则 N1=N2,B、C 正确.] 对超重和失重的理解及应用 判断超重和失重现象的三个角度: (1)从受力的角度判断: 当物体受向上的拉力(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. (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;向下的加速度恰好等于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. [题组通关] 1.(2015· 重庆高考)若货物随升降机运动的 v-t 图象如图 334 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 关系的图象可能是( ) 图 334 B [根据 v-t 图象可知升降机的运动情况: 加速下降→匀速下降→减速下降→ 加速上升→匀速上升→减速上升,根据牛顿第二定律 F-mg=ma 可判断支持力 F 的变化情况:失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重,故选项 B 正确.] 2.为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的 座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水*,如图 335 所示,当此 车减速上坡时,则乘客(仅考虑乘客与水*面之间的作用)( ) 【导学号:92492136】 图 335 A.处于超重


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