高考物理大一轮复习：第三章牛顿运动定律第3讲 牛顿运动定律的综合应用
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动定律
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
第3讲 牛顿运动定律的综合应用
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
一、瞬时加速度分析 分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析物体在该 时刻前、后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬 时加速度．此类问题应注意两种模型的建立．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
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，则内力将转 换为隔离体的外力．
图 3－3－1 (1)现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度； (2)若将图甲中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况 不变，如图乙所示，求剪断L2线瞬间物体的加速度．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【答案】(1)gsin θ，方向垂直L1斜向下 (2)gtan θ，方向 水平向右
【解析】(1)对图甲的情况，L2剪断的瞬间，绳L1不可伸 缩，物体的加速度只能沿切线方向，则mgsin θ＝ma1
超重现象
失重现象
完全失重
物体对支持物的 物体对支持物的 物体对支持物的
定义
压力(或对悬挂 物的拉力) __大__小__物体所受 重力的现象
压力(或对悬挂 物的拉力) __小__于__物体所受 重力的现象
压力(或对悬挂 物的拉力) _等__于__零__的现象
产生 物体的加速度方 物体的加速度方 物体的加速度方
mF B.M＋m
C．μ(M＋m)g D．ma
图 3－3－3
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【答案】BD 【解析】以 M 和 m 整体为研究对象，受到重力、支持力 和水平方向的拉力，整体的加速度 a＝M＋F m，隔离 m 受力分 析，受到重力、支持力和水平向右的静摩擦力，根据牛顿第二 定律得 f＝ma＝Mm＋Fm，B、D 正确．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
二、超重与失重 1．视重 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力 计或台秤的示数称为__视__重__，视重大小等于测力计所受物体的 _拉__力___或台秤所受物体的__压__力__．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
2．超重、失重和完全失重的比较
(1)轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧(或橡皮 绳)两端及其中间各点的弹力大小相等．
(2)弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉 力，不能承受压力．
(3)由于弹簧和橡皮绳受力时，恢复形变需要一段时间，所 以弹簧和橡皮绳中的力不能突变．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】 1．如图3－3－1甲所示，一质量为m的物体系于长度分别 为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方 向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．
【答案】BC
图 3－3－2
【解析】此时失重，有方向向下的加速度，可能是向下加
速，也可能是向上减速，B、C正确．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
三、整体法与隔离法 1．整体法 当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所 有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之 和，当整体受到的外力已知时，可用_____整__体__法_____求出整体 的加速度． 2．隔离法 从研究的方便出发，当求解系统内物体间的相互作用力 时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿第二 定律列方程求解．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
1．中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以 下几个特性：
(1)轻：其质量和重力均可视为等于零且一根绳(或线)中各 点的张力大小相等，其方向总是沿绳且背离受力物体的方向．
(2)不可伸长：即无论绳受力多大，绳的长度不变，由此特 点，可知绳中的张力可以突变．
条件 向_竖__直__向__上___
向_竖__直__向__下___
向竖直向下，大 小__a_＝__g_
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
超重现象
失重现象
完全失重
列原 F－mg＝ma 理式 F＝m(g＋a)
mg－F＝ma F＝m(g－a)
mg－F＝ma F＝0
无阻力的抛体运
运动 加速上升、减速 加速下降、减速 动情况；绕地球
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】 3．(多选)(2015年天津模拟)如图3－3－3所示，在光滑地 面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运 动．小车质量是M，木块质量是m，力大小是F，加速度大小 是a，木块和小车之间动摩擦因数是μ，则在这个过程中，木块 受到的摩擦力大小是( ) A．μmg
状态 下降
上升
匀速圆周运动的
卫星
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】
2．(多选)(2015年广州调研)如图3－3－2，电梯内重为10
N的物体悬挂在弹簧测力计上．某时刻，乘客观察到测力计示
数变为8 N，则电梯可能( )
A．匀加速向上运动
B．匀减速向上运动
C．匀加速向下运动
D．匀减速向下运动
刚性杆、绳(线)和接触面都可以认为是一种不发生明显形 变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消 失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给杆、细线和接触面 在不加特殊说明时，均可按此模型来处理．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
2．中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模 型，具有以下几个特性：
所以a1＝gsin θ，方向为垂直L1斜向下． (2)对图乙的情况，设弹簧上拉力为FT1，L2线上拉力为FT2. 重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有 FT1cos θ＝mg，FT1sin θ＝FT2，FT2＝mgtan θ 剪断线的瞬间，FT2突然消失，物体即在FT2反方向获得加 速度．因为mgtan θ＝ma2，所以加速度a2＝gtan θ，方向与FT2 反向，即水平向右．
第三章 牛顿运动定律
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第三章 牛顿运动定律
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一、瞬时加速度分析 分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析物体在该 时刻前、后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬 时加速度．此类问题应注意两种模型的建立．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
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，则内力将转 换为隔离体的外力．
图 3－3－1 (1)现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度； (2)若将图甲中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况 不变，如图乙所示，求剪断L2线瞬间物体的加速度．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【答案】(1)gsin θ，方向垂直L1斜向下 (2)gtan θ，方向 水平向右
【解析】(1)对图甲的情况，L2剪断的瞬间，绳L1不可伸 缩，物体的加速度只能沿切线方向，则mgsin θ＝ma1
超重现象
失重现象
完全失重
物体对支持物的 物体对支持物的 物体对支持物的
定义
压力(或对悬挂 物的拉力) __大__小__物体所受 重力的现象
压力(或对悬挂 物的拉力) __小__于__物体所受 重力的现象
压力(或对悬挂 物的拉力) _等__于__零__的现象
产生 物体的加速度方 物体的加速度方 物体的加速度方
mF B.M＋m
C．μ(M＋m)g D．ma
图 3－3－3
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【答案】BD 【解析】以 M 和 m 整体为研究对象，受到重力、支持力 和水平方向的拉力，整体的加速度 a＝M＋F m，隔离 m 受力分 析，受到重力、支持力和水平向右的静摩擦力，根据牛顿第二 定律得 f＝ma＝Mm＋Fm，B、D 正确．
第三章 牛顿运动定律
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第三章 牛顿运动定律
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二、超重与失重 1．视重 当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力 计或台秤的示数称为__视__重__，视重大小等于测力计所受物体的 _拉__力___或台秤所受物体的__压__力__．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
2．超重、失重和完全失重的比较
(1)轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧(或橡皮 绳)两端及其中间各点的弹力大小相等．
(2)弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉 力，不能承受压力．
(3)由于弹簧和橡皮绳受力时，恢复形变需要一段时间，所 以弹簧和橡皮绳中的力不能突变．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】 1．如图3－3－1甲所示，一质量为m的物体系于长度分别 为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方 向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．
【答案】BC
图 3－3－2
【解析】此时失重，有方向向下的加速度，可能是向下加
速，也可能是向上减速，B、C正确．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
三、整体法与隔离法 1．整体法 当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所 有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之 和，当整体受到的外力已知时，可用_____整__体__法_____求出整体 的加速度． 2．隔离法 从研究的方便出发，当求解系统内物体间的相互作用力 时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿第二 定律列方程求解．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
1．中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以 下几个特性：
(1)轻：其质量和重力均可视为等于零且一根绳(或线)中各 点的张力大小相等，其方向总是沿绳且背离受力物体的方向．
(2)不可伸长：即无论绳受力多大，绳的长度不变，由此特 点，可知绳中的张力可以突变．
条件 向_竖__直__向__上___
向_竖__直__向__下___
向竖直向下，大 小__a_＝__g_
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
超重现象
失重现象
完全失重
列原 F－mg＝ma 理式 F＝m(g＋a)
mg－F＝ma F＝m(g－a)
mg－F＝ma F＝0
无阻力的抛体运
运动 加速上升、减速 加速下降、减速 动情况；绕地球
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】 3．(多选)(2015年天津模拟)如图3－3－3所示，在光滑地 面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运 动．小车质量是M，木块质量是m，力大小是F，加速度大小 是a，木块和小车之间动摩擦因数是μ，则在这个过程中，木块 受到的摩擦力大小是( ) A．μmg
状态 下降
上升
匀速圆周运动的
卫星
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
【跟踪训练】
2．(多选)(2015年广州调研)如图3－3－2，电梯内重为10
N的物体悬挂在弹簧测力计上．某时刻，乘客观察到测力计示
数变为8 N，则电梯可能( )
A．匀加速向上运动
B．匀减速向上运动
C．匀加速向下运动
D．匀减速向下运动
刚性杆、绳(线)和接触面都可以认为是一种不发生明显形 变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消 失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给杆、细线和接触面 在不加特殊说明时，均可按此模型来处理．
第三章 牛顿运动定律
高三一轮总复习 ·物理
2．中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模 型，具有以下几个特性：
所以a1＝gsin θ，方向为垂直L1斜向下． (2)对图乙的情况，设弹簧上拉力为FT1，L2线上拉力为FT2. 重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有 FT1cos θ＝mg，FT1sin θ＝FT2，FT2＝mgtan θ 剪断线的瞬间，FT2突然消失，物体即在FT2反方向获得加 速度．因为mgtan θ＝ma2，所以加速度a2＝gtan θ，方向与FT2 反向，即水平向右．