1、3、牛顿运动定律的综合应用,1. 游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运 动的升降机，可以体会超重或失重的感觉， 下列描述错误的是( )A. 当升降机加速上升时，游客是处在超 重状态B. 当升降机减速下降时，游客是处在超 重状态C. 当升降机减速上升时，游客是处在失 重状态D. 当升降机加速下降时，游客是处在超 重状态,回顾一 超重和失重,1. 游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运 动的升降机，可以体会超重或失重的感觉， 下列描述错误的是( )A. 当升降机加速上升时，游客是处在超 重状态B. 当升降机减速下降时，游客是处在超 重状态C. 当升降机减速上升时，游客是处在失 重状态D. 当升降机加速下降时
2、，游客是处在超 重状态,回顾一 超重和失重,2. 重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可 竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可 知，该物体处于_状态，电梯做 _运动，其加速度 大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),2. 重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可 竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可 知，该物体处于_状态，电梯做 _运动，其加速度 大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,2. 重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可 竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可 知，该物体处于_状态，电梯做 _运动，其加速度 大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,加速上升或减速下
3、降,2. 重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可 竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可 知，该物体处于_状态，电梯做 _运动，其加速度 大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,加速上升或减速下降,3,3. 当连接体内(即系统内)各物体具有相 同的_时，可以把连接体内所有物体 组成的系统作为_考虑，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，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,3. 当连接体内(即系统内)各物体具有相 同的_时，可以把连接体内所有物体 组成的系统作为_考虑，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，叫整体法。,回顾二 整体法和隔
4、离法,加速度,3. 当连接体内(即系统内)各物体具有相 同的_时，可以把连接体内所有物体 组成的系统作为_考虑，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，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,加速度,整体,3. 当连接体内(即系统内)各物体具有相 同的_时，可以把连接体内所有物体 组成的系统作为_考虑，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，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,加速度,整体,整体,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系 统时，若要求出连接体内物体间的_ 力，则应把某个物体或某几个物体从系统中 _出来，分析其受力情况及运动情 况，再利用牛
5、顿第二定律对隔离出来的物体 列式求解的方法，叫隔离法。,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系 统时，若要求出连接体内物体间的_ 力，则应把某个物体或某几个物体从系统中 _出来，分析其受力情况及运动情 况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体 列式求解的方法，叫隔离法。,相互作用,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系 统时，若要求出连接体内物体间的_ 力，则应把某个物体或某几个物体从系统中 _出来，分析其受力情况及运动情 况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体 列式求解的方法，叫隔离法。,相互作用,隔离,对超重和失重的理解,考点一,【知识必备】,1. 超重、失重和完全失重的比较,2. 对超重、失重
6、的理解,(1)尽管物体的加速度不是竖直方向， 但只要其加速度在竖直方向上有分量即 ay0，物体就会出现超重或失重状态。 当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态； 当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态。,(2)尽管整体没有竖直方向的加速度，但 只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度， 整体也会出现超重或失重状态。(3)超重并不是说重力增加了，失重并不 是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全 消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然 存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压 力(或对悬挂物的拉力)发生变化。,(4)在完全失重的状态下，平常一切由 重力产生的物理现象都会完全消失，如天平 失效、浸
7、在水中的物体不再受浮力、液体柱 不再产生向下的压强等。 名师点睛(1)发生超、失重现象时，物体的重力不 变，只是物体的视重发生了变化。(2)物体的超、失重多少由物体的质量和 竖直方向的加速度共同决定，其大小为ma。,【典例】,例1升降机内，一个小球系于弹簧下端， 如图所示，当静止时，弹簧伸长4cm，升降机 运动中，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况可 能是( )A. 以1m/s2的加速度加速下降B. 以1m/s2的加速度加速上升C. 以4.9m/s2的加速度加速下降D. 以4.9m/s2的加速度加速上升,【典例】,例1升降机内，一个小球系于弹簧下端， 如图所示，当静止时，弹簧伸长4cm，升降机
8、运动中，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况可 能是( )A. 以1m/s2的加速度加速下降B. 以1m/s2的加速度加速上升C. 以4.9m/s2的加速度加速下降D. 以4.9m/s2的加速度加速上升,【练习】,1.在探究超重和失重规律时，某体重为G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动 作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得 到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可 能正确的是( ),【练习】,1.在探究超重和失重规律时，某体重为G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动 作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得 到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可 能正确的是( ),2.在升降电
9、梯内的地板上放一体重计，电 梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示 数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓 敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间 内下列说法中正确的是( ),A. 晓敏同学所受的重力变小了B. 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏 的支持力C. 电梯一定在竖直向下运动D. 电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直 向下,A. 晓敏同学所受的重力变小了B. 晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏 的支持力C. 电梯一定在竖直向下运动D. 电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直 向下,1. 隔离法的选取原则,【知识必备】,整体法、隔离法的应用,考点二,若连接体或关联体内各物体的
10、加速度 不相同，或者要求出系统内两物体之间的 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。,2. 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 个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定 律求出加速度(或其他未知量)。 3. 整体法、隔离法交替运用原则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”。,4. 涉及隔离法与整体法的具体问题(1)涉及滑轮的问题，若要求绳的拉力，一 般
11、都必须采用隔离法。若绳跨过定滑轮，连接的 两物体虽然加速度方向不同，但大小相同。(2)固定斜面上的连接体问题。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。建立坐标系时也要考虑矢量正交 分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正 交分解加速度。,(3)斜面体(或称为劈形物体、楔形物 体)与在斜面体上物体组成的连接体(系统) 的问题。当物体具有加速度，而斜面体静 止的情况，解题时一般采用隔离法分析。,【典例】,例2如图所示，质量为80kg的物体放在 安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于 斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动
12、， 现观察到物体在磅秤上读数为1000N。已知斜 面倾角=30，小车与磅秤的总质量为20kg。 (g=10m/s2)(1)拉力F为多少?(2)物体对磅秤的 静摩擦力为多少?,解析：(1)选物体为研究对象， 受力分析如图甲所示。将加速度a沿水平和竖直方向 分解，则有：FN1mg=masin解得a=5m/s2取小车、物体、磅秤这个整体 为研究对象，受力分析如图乙所示。,3.有一根绳子下端系着两个质量不同的 小球，上面小球比下面小球质量大。当手提 着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动时 (空气阻力不计)，图中所描绘的四种情况中 正确的是( ),【练习】,3.有一根绳子下端系着两个质量不同的 小球，上
13、面小球比下面小球质量大。当手提 着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动时 (空气阻力不计)，图中所描绘的四种情况中 正确的是( ),【练习】,4.物体M、m紧靠着置于动摩擦因数为、倾角为的斜面上，如图所示。现施加一个水平力F作用于M，使M、m共同向上做加速运动，求它们间作用力的大小。,解析：将两者视为一个整体，受力分析 如图甲，建立坐标系如图所示，由牛顿第二 定律得：,【知识必备】,动力学中的临界问题,考点三,1.临界问题,在一种运动形式(或某种物理过程和物理状 态)变化的过程中，存在着分界的现象。这是从 量变到质变的规律在物理学中的生动表现，这种 界限通常以临界值和临界状态的形式出现在不同 的
14、物理情景中。利用临界值和临界状态作为求解 问题的思维起点，是一个重要的解题方法。,2. 临界问题的处理方法(1)极限法：在题目中如出现“最大” “最小”“刚好”等词语时，一般隐含着 临界问题，处理这类问题时，应把物理问 题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或 状态)暴露出来，达到尽快求解的目的。,(2)假设法：有些物理过程中没有明显 出现临界问题的线索，但在变化过程中可 能出现临界问题，也可能不出现临界问题， 解答这类题，一般用假设法。(3)数学法：将物理过程转化为数学公 式，根据数学表达式求解得出临界条件。,名师点睛(1)临界点的两侧，物体的受力情况、 变化规律、运动状态一般要发生变化。(
15、2)临界问题通常具有一定的隐蔽性， 解题的灵活性较大， 审题时应尽量还原物 理情景，抓住临界状态的特征，找到正确 的解题方向。,【典例】,例3一弹簧一端固定在倾角为37的光滑斜 面的底端，另一端拴住质量为m1=4kg的物块P， Q为一重物，已知Q的质量为m2=8kg，弹簧的质 量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止， 如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力 F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动， 已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为 恒力，求：力F的最大 值与最小值。 (sin 37 =0.6，g=10m/s2),解析：从受力角度看，两物体分离的条件 是两物体间
16、的正压力为0，从运动学角度看， 一起运动的两物体恰好分离时，两物体在沿斜 面方向上的加速度和速度仍相等。设刚开始时弹簧压缩量为x0则(m1+m2)gsin=kx0因为在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以 后，F为恒力，所以在0.2s时，P对Q的作用力 为0，由牛顿第二定律知kx1m1gsin=m1aFm2gsin=m2a,前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为,【练习】,5.如图所示，有A、B两个楔形木块， 质量均为m，靠在一起放于水平面上，它们 的接触面的倾角为。现对木块A施一水平 推力F，若不计一切摩擦，要使A、B一起 运动而不发生相对滑动，求水平推力F不得 超过的最大值。,解析：A、
17、B一起运动，则以A、B整体为研 究对象，由牛顿第二定律得：F=2ma以A为研究对象，其受力情况如图所示。由 图可知，A、B一起运动而不发生相对滑动的临界 条件是地面对A的支持力为N=0竖直方向：FBAcos=mg水平方向：FFBAsin=ma联立上式可得F=2mgtan， 即水平推力F的最大值为2mgtan,6.如图所示，一轻绳上端系在车左上角 的A点，另一轻绳一端系在车左端B点，B点 在A点正下方，A、B距离为b，两绳另一端在 C点相结并系一质量为m的小球，绳AC长度 为 b，绳BC长度为b。两绳能够承受的最 大拉力均为2mg。求：(1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是 多大?(2)为不拉断
18、轻绳， 车向左运动的最大加速 度是多大?,解析:,(2)小车向左加速度增大，AC、BC绳 方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉 力变大，BC绳拉力最大时，小车向左加速 度最大，由牛顿第二定律，得FTB+mgtan=mam因为FTB=2mg，所以最大加速度为am=3g。,【每课一得】,1. 模型特点涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。 2. 常见的两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长。,3. 解题思路(1)分析滑块和滑板的受力情况，根据牛 顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度。(2)对滑块和滑板进行运动情况分析，找 出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系， 建立方程。特别注意滑块和滑板的位移都是 相对地的位移。,示例如图所示，光滑水平面上静止放着 长L=4m，质量为M=3kg的木板(厚度不计)， 一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右 端，m和M之间的动摩擦因数=0.1，今对木 板施加一水平向右的拉力F，(g取10m/s2)(1)为使两者保持相对静止，F不能超过 多少?(2)如果F=10N， 求小物体离开木板时 的速度?,解析 (1)要保持两者相对静止，两 者之间的摩擦力不能超过最大静摩擦力， 故最大加速度a=g=1m/s2 由牛顿第二定律对整体有Fm=(m+M)a=4N,
