2019版高考物理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学案

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备考2019年高考物理一轮复习文档：第三章第3讲牛顿运动定律的综合应用讲义 Word版含解析

第3讲牛顿运动定律的综合应用板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】超重和失重Ⅰ1．实重与视重(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：①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。

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【知识点2】牛顿定律的应用Ⅱ整体法和隔离法(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。

板块二考点细研·悟法培优考点1对超重和失重的理解[深化理解]1．判断方法不管物体的加速度是不是竖直方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。

2．易错易混点拨(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。

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。

(2)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、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。

例1[2014·北京高考]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(1)手托物体向上运动的过程，始终加速吗？提示：不是，可以减速。

【物理】2019届一轮复习人教版第三章第3单元牛顿运动定律解析典型问题教案

第三章第3单元解析典型问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。

牛顿第二定律F=ma 是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。

在解题时，可以利用正交分解法进行求解。

例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？分析与解：对人受力分析，他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用，如图1所示.取水平向右为x 轴正向，竖直向上为y 轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：F f =macos300, F N -mg=masin300 因为56=mg F N ，解得53=mg F f . 另例：如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m 的木块。

求：⑴箱以加速度a 匀加速上升，⑵箱以加速度a 向左匀加速运动时，线对木块的拉力F 1和斜面对箱的压力F 2各多大？解：⑴a 向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以F 1、F 2的合力F 必然竖直向上。

可先求F ，再由F 1=F sin α和F 2=F cos α求解，得到： F 1=m (g +a )sin α，F 2=m (g +a )cos α 显然这种方法比正交分解法简单。

⑵a 向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。

可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，（同时正交分解a ），然后分别沿x 、y 轴列方程求F 1、F 2： F 1=m (g sin α-a cos α)，F 2=m (g cos α+a sin α)还应该注意到F 1的表达式F 1=m (g sin α-a cos α)显示其有可能得负值，这意味这绳对木块的力是推力，这是不可能的。

这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a ≤g tan α时F 1=m (g sin α-a cos α)沿绳向斜上方；当a >g tan α时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。

[推荐学习]2019届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律学案

第三章牛顿运动定律[全国卷5年考情分析]超重和失重(Ⅰ) 未曾独立命题第1节牛顿第一定律__牛顿第三定律(1)牛顿第一定律是实验定律。

(×)(2)在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。

(×)(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。

(×)(4)物体的惯性越大，运动状态越难改变。

(√)(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。

(×)(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。

(√)◎物理学史判断(1)伽利略认为力是维持物体运动的原因。

(×)(2)亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因。

(×)(3)英国科学家牛顿提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。

(√)1．惯性是物体的固有属性，完全由质量决定，与物体的速度无关。

2．牛顿第一定律指出了物体不受力作用时所遵循的规律，但并不能把牛顿第一定律理解为牛顿第二定律的一个特例。

3．牛顿第三定律指出了作用力与反作用力间的关系，而且这种关系在宏观、低速运动的情况下均适用。

突破点(一) 牛顿第一定律的理解1．对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。

(2)揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。

2．惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。

(2)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。

惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。

3．与牛顿第二定律的对比牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。

[题点全练]关于牛顿第一定律及惯性的说法正确的是__________。

(1)牛顿第一定律是理想的实验定律(2)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因(3)惯性定律与惯性的实质是相同的(4)物体的运动不需要力来维持(5)质量为m 的物体，以20 m/s 的速度运动时比以10 m/s 的速度运动时惯性大(6)物体受到力的作用后，运动状态发生改变，惯性也随之改变(7)置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关(8)让物体的速度发生改变，无论多快，都需要一定时间，这是因为物体具有惯性答案：(2)(4)(8)突破点(二) 牛顿第三定律的理解1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(1)六同⎩⎪⎨⎪⎧ 性质相同、大小相同、同一直线同时产生、同时变化、同时消失(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧ 方向相反不同物体不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧ 与物体的运动状态无关与物体是否受其他力无关2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较[题点全练]1．(2018·漯河模拟)下列关于牛顿运动定律说法正确的是( )A．力是维持物体运动的原因B．牛顿第一定律可以用实验直接验证C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D．作用力与反作用力的性质一定相同解析：选D 由牛顿第一定律可知，力不是维持物体运动的原因，A错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，B错误；不相互接触的两个物体之间也可能存在作用力与反作用力，如相互吸引且并未接触的两块磁铁，C错误；作用力与反作用力的性质相同，D正确。

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第三节牛顿运动定律的综合应用（对应学生用书第47页)[教材知识速填］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平台秤上时,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概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下,大小ａ=g原理方程F-mｇ＝maF=m(ｇ＋a)mg－Ｆ＝mａF＝ｍ(g－a）mg-F=mgF＝０运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升无阻力的抛体运动；绕地球匀速圆周运动（1）失重说明物体的重力减小了.（×)(2）物体超重时，加速度向上，速度也一定向上.（×)(3）物体失重时，也可能向上运动.(√)知识点2 整体法与隔离法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．［教材习题回访]考查点：超重、失重现象1．(鲁科必修１P120T6）用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上，在下列四种情况中,绳的拉力最大的是( )Ａ．电梯匀速上升ﻩ B.电梯匀速下降C．电梯加速上升 D.电梯加速下降[答案] C考查点:整体法、隔离法的应用2．鲁科必修1P１21T4)1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.实验时，用质量为ｍ１的“双子星"号宇宙飞船A接触正在轨道上运行的质量为m2的火箭组Ｂ,开动A尾部的推进器使A和B共同加速.如图3。

高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律专题三牛顿运动定律综合应用一教案

【2019最新】精选高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律专题三牛顿运动定律综合应用一教案突破动力学图象问题1.图象的类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况.(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况.2.解决图象问题的方法和关键(1)分清图象的类别：分清横、纵坐标所代表的物理量，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理意义：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.考向1 利用vt图象求未知量[典例1] (2015·新课标全国卷Ⅰ)(多选)如图(a)所示，一物块在t＝0 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) (b)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[问题探究] (1)上升过程已知几个物理量？能求出几个未知量？(2)下降过程已知几个物理量？能求出几个未知量？[提示] (1)上升过程知道初速度、末速度和时间，能求出加速度和位移.(2)下降过程知道初速度、末速度和时间，能求出加速度和位移. [解析] 由运动的vt图线可求出物块向上滑行的加速度和返回向下滑行的加速度，对上升时和返回时分析受力，运用牛顿第二定律可分别列出方程，联立两个方程可解得斜面倾角和物块与斜面之间的动摩擦因数，选项A、C正确；根据运动的vt图线与横轴所围面积表示位移可求出物块向上滑行的最大高度，选项D正确.[答案] ACD考向2 利用Ft图象求未知量[典例2] 如图甲所示为一倾角θ＝37°的足够长斜面，将一质量为m＝1 kg的物体无初速度在斜面上释放，同时施加一沿斜面向上的拉力，拉力随时间变化的关系图象如图乙所示，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：(1)2 s末物体的速度；(2)前16 s内物体发生的位移. [解题指导] 先分析前2 s内物体的受力，确定物体的运动情况；再分析2 s后物体的受力和运动情况，特别注意速度减为零后的运动情况. [解析] (1)由分析可知物体在前2 s内沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得mgsin θ－F1－μmgcos θ＝ma1v1＝a1t1代入数据可得a1＝2.5 m/s2，方向沿斜面向下v1＝5 m/s，方向沿斜面向下.(2)物体在前2 s内发生的位移为x1，则x1＝a1t＝5 m，方向沿斜面向下当拉力为F2＝4.5 N时，由牛顿第二定律可得F2＋μmgcos θ－mgsin θ＝ma2代入数据可得a2＝0.5 m/s2，方向沿斜面向上物体经过t2时间速度减为0，则v1＝a2t2得t2＝10 st2时间内发生的位移为x2，则x2＝a2t＝25 m，方向沿斜面向下由于mgsin θ－μmgcos θ<F2<μmgcos θ＋mgsin θ，则物体在剩下4 s时间内处于静止状态.故物体在前16 s内发生的位移x＝x1＋x2＝30 m，方向沿斜面向下.[答案] 见解析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.突破连接体问题的分析方法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，则“先隔离求加速度，后整体求外力”. [典例3] 如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m∶M＝1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样大小的力作用于A上且竖直加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于( )A.1∶1B.1∶2D.2∶3C.2∶1[解析] 当水平力F作用在B上时，A、B做匀加速运动，则对A、B整体分析有F－3μmg＝3ma1，a1＝；对A隔离分析有kx1－μmg＝ma1，经过整理得F＝3kx1.当F竖直向上时，对A、B整体分析有F－3mg＝3ma2，a2＝，对B物体隔离分析有kx2－2mg＝2ma2，解得x1∶x2＝1∶2，故B正确.[答案] B[变式1] 如图所示，质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止，一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑，Q的上表面水平，P、Q之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是( )A.P处于超重状态B.P受到的摩擦力大小为μmg，方向水平向右C.P受到的摩擦力大小为mgsin θcos θ，方向水平向左D.P受到的支持力大小为mgsin 2θ答案：C 解析：由题意可知，P有向下的加速度，处于失重状态，选项A错误；对P、Q整体，根据牛顿第二定律有(M＋m)·gsin θ＝(M ＋m)a，得加速度a＝gsin θ，将沿斜面向下的加速度a＝gsin θ沿水平方向和竖直方向分解，如图所示，则a1＝acos θ＝gsin θcos θ，a2＝asin θ＝gsin2 θ，对P分析，根据牛顿第二定律，水平方向上有Ff＝ma1，方向水平向左，竖直方向上有mg－FN＝ma2，得Ff＝mgsin θcos θ，FN＝mgcos2 θ，选项C正确，B、D错误. [变式2] 如图甲所示，光滑滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T.若把质量为m2的物体从右边移到左边的物体上，如图乙所示，弹簧秤的读数将( )A.增大B.减小D.无法确定C.不变答案：B 解析：开始时，弹簧秤的示数为T＝2m1g，把质量为m2的物体移到左边的物体上后，弹簧秤的示数为T′，选三个物体和滑轮组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律有(m1＋m2＋m3)g－T′＝(m1＋m2)a－m3a，解得T′＝2m1g－2m2a，可得T′<T.整体法、隔离法的使用技巧(1)不能把整体法和隔离法对立起来，而应该将两者结合起来.解题时，从具体问题的实际情况出发，灵活选取研究对象，恰当地选择使用整体法和隔离法.(2)当系统有相同的加速度时，可依据所求力的情况确定选用整体法还是隔离法.若所求的力为外力则用整体法，若所求的力为内力则用隔离法.但在具体应用时，绝大多数情况是将两种方法相结合应用：求外力时，一般先隔离后整体；求内力时，一般先整体后隔离.先隔离或先整体的目的都是求解共同的加速度.突破动力学临界、极值问题1.当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件，用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键.2.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是临界状态.(3)若题目中有“最大”、“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.考向1 临界问题的分析方法[典例4] 如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ＝37°的光滑①固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝4 kg的物体P，Q为一质量为m2＝8 kg的物体，弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止状态②.现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止③开始沿斜面向上做匀加速④运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后F为恒力⑤，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s2.求力F的最大值与最小值⑥.[解题指导][解析](m1＋m2)gsin θ＝kx0代入数据解得x0＝0.12 m因前0.2 s时间内F为变力，之后为恒力，则0.2 s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零，设此时弹簧的压缩量为x1对物体P，由牛顿第二定律得kx1－m1gsin θ＝m1a前0.2 s时间内两物体的位移x0－x1＝at2联立解得a＝3 m/s2对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大Fmin＝(m1＋m2)a＝36 N对Q应用牛顿第二定律得Fmax－m2gsin θ＝m2a解得Fmax＝m2(gsin θ＋a)＝72 N.[答案] 72 N 36 N考向2 极值问题的分析方法[典例5] 如图甲所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ＝30°时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑.如图乙所示，若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板向上滑行的距离x 将发生变化，重力加速度为g.甲乙(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；(2)当θ角满足什么条件时，小物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出此最小值.[解析] (1)当θ＝30°时，小物块处于平衡状态，对小物块受力分析并根据平衡条件有mgsin θ＝μmgcos θ解得：μ＝tan θ＝.(2)当θ角变化时，设沿斜面向上为正方向，小物块的加速度为a ，则：－mgsin θ－μmgcos θ＝ma小物块的位移x 满足：0－v ＝2ax则：x ＝＝v202g 1＋μ2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ＋π6 当θ＋＝，即θ＝时，x 有最小值将μ＝代入得，x 的最小值为xmin ＝.[答案] (1) (2)θ＝60° 3v204g动力学中的典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN ＝0.(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度的，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FT＝0.1.[动力学图象问题]以相同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可以忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的速率—时间图象可能正确的是( )答案：D 解析：在速率—时间图象中，斜率的绝对值表示物体运动的加速度大小.所受空气阻力可忽略的物体，其只受重力作用，加速度不变，图线为图中虚线；不可忽略空气阻力的物体，其所受空气阻力大小与速率成正比，为变力，图线为图中实线，对受空气阻力作用的物体分析知，其上升过程中速率越来越小，则其所受阻力越来越小，合力越来越小，加速度越来越小，当其到达最高点时速率为零，加速度等于重力加速度，其从最高点下落过程中，速率越来越大，阻力越来越大，合力越来越小，加速度越来越小，若其在落地前阻力已经等于重力，则其最后阶段做匀速运动，故选D.2.[动力学图象问题]如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上.一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动.观察小球从开始下落到第一次运动至最低点的过程，下列关于小球的速度v或加速度a随时间t变化的图象中符合实际情况的是( )答案：A 解析：小球接触弹簧开始，合力向下，向下做加速度逐渐减小的加速运动，运动到某个位置时，重力等于弹簧弹力，合力为零，加速度为零，速度最大，然后重力小于弹力，合力方向向上，向下做加速度逐渐增大的减速运动，运动到最低点时，速度为零，加速度最大，根据对称性可知，到达最低点时加速度大于g，且加速度a随时间t的变化为非线性变化，故A正确，B、C、D错误.3.[连接体问题](多选)如图所示，质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上.用轻质弹簧将两物块连接在一起.当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x；若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′.则下列关系正确的是( )B.x′＝2xA.F′＝2FD.x′<2xC.F′>2F答案：AB 解析：取m1和m2为一整体，应用牛顿第二定律可得：F＝(m1＋m2)a.弹簧的弹力FT＝＝kx.当两物块的加速度增为原来的2倍，拉力F增为原来的2倍，FT增为原来的2倍，弹簧的伸长量也增为原来的2倍，故A、B正确.4.[连接体问题]如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面.当拉力F一定时，Q受到绳的拉力( )A.与斜面倾角θ有关B.与动摩擦因数有关C.与系统运动状态有关D.仅与两物块质量有关答案：D 解析：设P、Q的质量分别为m1、m2，Q受到绳的拉力大小为FT，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律，对整体分析，有F－(m1＋m2)gsin θ－μ(m1＋m2)gcos θ＝(m1＋m2)a；对Q分析：有FT－m2gsin θ－μm2gcos θ＝m2a，解得FT＝F，可见Q受2019年到绳的拉力FT与斜面倾角θ、动摩擦因数μ和系统运动状态均无关，仅与两物块质量和F有关，选项D正确.5.[临界、极值问题]倾角为θ＝45°、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，滑块M的顶端O处固定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m＝ kg，当滑块M以a＝2g的加速度向右运动时，则细线拉力的大小为(取g＝10 m/s2)( )B.5 NA.10 ND. NC. N答案：A 解析：当滑块向右运动的加速度较小时，滑块对于小球存在支持力；当滑块向右运动的加速度较大时，小球将脱离斜面而“飘”起来.因此，本题存在一个临界条件：当滑块向右运动的加速度为某一临界值时，斜面对小球的支持力恰好为零，此时小球受到两个力：重力和细线的拉力(如图1所示)，根据牛顿第二定律，有FTcos θ＝ma0FTsin θ－mg＝0其中θ＝45°解得a0＝g图1 图2则知当滑块向右运动的加速度a＝2g时，小球已“飘”起来了，此时小球受力如图2所示，则有F′Tcos α＝m·2gF′Tsin α－mg＝0解得F′T＝mg＝××10 N＝10 N.。

高中物理一轮复习教案第3章牛顿运动定律第3节牛顿运动定律的综合应用

二定律对_隔__离__出来的物体列方程求解的方法。
返回 [深化理解] 1．不管物体的加速度是否沿竖直方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。 2．发生超重、失重现象时，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)发生了变化，即视重发生了变化。 3．整体法和隔离法的选取与所研究的问题及连接体的组成特点有关。如用滑轮连接的两物体加速度大小相同，但方向往往不同，常采用隔离法。
整体的加速度 a 减小，因为 m、m′不变，所以 Tb 减小，Ta
增大，A、D 正确。
答案：AD
返回
二研究好——题型·考法·技巧
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高考对本节内容的考查，主要集中在对超重和失重的理解、临界极值问题分析、整体法与隔离法的应用，通常以选择题的形式呈现，难度一般，而应用牛顿第二定律和运动学规律分析板块模型和传送带模型问题，既是难点，又是热点，题型有选择题，也有计算题，难度较大。
橡皮泥以后，两段绳的拉力 Ta 和 Tb 的变化情况是 ( )
A．Ta 增大
B．Tb 增大
C．Ta 减小
D．Tb 减小
解析：设最左边的物体质量为 m，最右边的物体质量为 m′，
整体质量为 M，整体的加速度 a＝MF ，对最左边的物体分析，
Tb＝ma，对最右边的物体分析，有 F－Ta＝m′a，解得 Ta＝F －m′a。在中间物体上加上橡皮泥，由于原拉力 F 不变，则
最大加速度，处于超重状态，故 A、D 错误；由 F－mg＝ma，
可得 F＝mg＋ma，则当 a＝1.5 m/s2 时体重计的示数最大，
故 C 正确，D 错误。
答案：C
3．(多选)如图所示用力 F 拉 A、B、C 三个

高考物理第一轮复习教案第三章牛顿运动定律

考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，如为使物体变为某一运动状态，应选择怎样的施力方案；
二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的
能力。
§1 牛顿第一定律牛顿第三定律
一、牛顿第一定律 1．牛顿第一定律（惯性定律）的内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
看，要求准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析的方法；理
解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有，对本章内容
单独命题大多以选择、填空形式出现，趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、
磁场联系，构成难度较大的综合性试题，运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体，考查推理能力和综合分
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高考物理第一轮复习教案
第三章牛顿运动定律
张建设编写
这个定律有两层含义：（1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。（2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 2．牛顿第一定律的几点说明（1）物体不受外力是该定律的条件。（2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。（3）惯性：一切物体都有保持原有运动状态的性质。惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动状态及受力情况无关。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大小的惟一量度。（4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的。（5）牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。（6）应注意： ①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，加之高度的抽象思维，概括总结出来的，不可能由实际的实验来验证； ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受外力时的理想化状态。例 1．下列说法正确的是 A．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B．小球在做自由落体运动时，惯性不存在了 C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的冲力 D．物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。一切物体都有惯性。答案：D 例 2．火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处（空气阻力不计），这是因为 A．人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B．人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已。 D．人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同解析：人向上跳起，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向不受外力作用，由于惯性，所以水平方向与车速度相同，因而人落回原处。答案：D 例 3．下面说法正确的是 A．静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B．物体的速度为零时一定处于平衡状态 C．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用 D．物体的位移方向一定与所受合力方向一致解析：物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以 A 错；物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如竖直上抛物体到达最高点时速度

高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第3节牛顿运动定律的综合应用教案(含解析)-人教版高三全册

第3节牛顿运动定律的综合应用动力学中整体法、隔离法的应用[讲典例示法] 1．整体法的选取原则及解题步骤(1)当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法。

(2)运用整体法解题的基本步骤：2．隔离法的选取原则及解题步骤(1)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法。

(2)运用隔离法解题的基本步骤：①明确研究对象或过程、状态。

②将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从系统或全过程中隔离出来。

③画出某状态下的受力图或运动过程示意图。

④选用适当的物理规律列方程求解。

[典例示法](多选)(2019·某某一模)如图所示，一质量M＝3 kg、倾角为α＝45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m＝1 kg的光滑楔形物体。

用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。

重力加速度取g＝10 m/s2，下列判断正确的是( )A．系统做匀速直线运动B．F＝40 NC．斜面体对楔形物体的作用力大小为5 2 ND．增大力F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动关键信息：“光滑水平地面”“水平向左的恒力F”，两条信息表明整体向左匀加速运动。

[解析] 对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，对楔形物体受力分析如图乙所示。

由牛顿第二定律有mg tan 45°＝ma，可得F＝40 N，a＝10 m/s2，A错误，B正确；斜面体对楔形物体的作用力F N2＝mgsin 45°＝2mg＝10 2 N，C错误；外力F 增大，则斜面体加速度增加，由于斜面体与楔形物体间无摩擦力，则楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑，D正确。

甲乙[答案]BD(1)处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路是先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。

(2)隔离法分析物体间的作用力时，一般应选受力个数较少的物体进行分析。

近年高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的应用学案(无答案)(2021年整理)

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第3讲牛顿运动定律的应用一、单项选择题1．(2016年浙江五校大联考）下列哪一种运动情景中物体将会处于一段持续的完全失重状态？（)A．高楼正常运行的电梯中B．沿固定于地面的光滑斜面滑行C．固定在杆端随杆绕对地静止圆心在竖直平面内运动D．不计空气阻力条件下的竖直上抛2．（2017年广东珠海二模）图K3。

31甲是张明同学站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图,点P是他的重心位置．图乙是根据传感器采集到的数据画出的F。

t图线．两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出．取重力加速度g＝10 m/s2.根据图象分析可知( )甲乙图K3.3。

1A．张明的重力为1500 NB．c点位置张明处于失重状态C．e点位置张明处于超重状态D．张明在d点的加速度小于在f点的加速度3．(2016年高考押题卷）如图K3.3.2所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用，静止不动,现保持力F1不变，使力F2逐渐减小到零，再逐渐恢复到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图象是( )图K3。

3。

2A B C D4．(2017年内蒙古包头高三一模)如图K3.3。

3甲所示,某人正通过定滑轮将质量为m的物体提升到高处．滑轮的质量和摩擦均不计，物体获得的加速度与绳子对物体竖直向上的拉力F T之间的函数关系如图乙所示．由图可以判断:甲乙图K3。

2019江苏高考物理总复习一轮复习配套课件第三章第3讲牛顿运动定律的综合应用

高考总复习一轮复习导学案 ·物理（江苏）
第三章
牛顿运动定律
第三章
牛顿运动定律
第 3讲
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
牛顿运动定律的综合应用
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第三章
牛顿运动定律
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知识诊断考点研析随堂验收
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第三章
牛顿运动定律
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第三章
牛顿运动定律
2. 应用牛顿运动定律解题的步骤
对象， (1) 选取研究________ 研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，
并可把物体视为质点．
状态，画出物体运动情景的示意图，并标明物体运动 (2) 确定研究对象的运动________
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第三章
牛顿运动定律
典题演示 1
(多选)(2016· 海安中学)如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲－
起立的动作时记录的压力 F 随时间 t 变化的图线．由图线可知该同学( AC ) A. 体重约为 650 N B. 做了两次下蹲－起立的动作 C. 做了一次下蹲－起立的动作，且下蹲后约 2 s 起立 D. 下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
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高考总复习一轮复习导学案 ·物理（江苏）
第三章
牛顿运动定律
【解析】当该同学站在力板传感器上静止不动时，其合力为零，即压力读数恒等于该同学的体重值，由图线可知该同学的体重为 650 N，A 项正确；每次下蹲，该同学都将经历先向下做加速(加速度方向向下)、后减速(加速度方向向上)的运动，即先经历失重状态，后经历超重状态，读数 F 先小于体重、后大于体重，每次起立，该同学都将经历先向上做加速(加速度方向向上)、后减速(加速度方向向下)的运动，即先经历超重状态，后经历失重状态，读数 F 先大于体重、后小于体重，由图线可知 C 项正确，B、 D 项错误．

2019版高考物理总复习第三章牛顿运动定律基础课1牛顿第一定律牛顿第三定律学案

基础课 1 牛顿第一定律牛顿第三定律
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考点内容牛顿运动定律及其应用超重和失重单位制
实验四：验证牛顿运动定律
要求
高考 ( 全国卷 ) 三年命题情况对照分析
2015
2016
2017
Ⅰ卷·Ｔ20： v－ t 图象、
Ⅱ
牛顿第二定律
Ⅰ卷·Ｔ18：牛顿
Ⅰ T25：水平面上的滑块—木第二定律的理解
的匀速直线运动状态或静止状态，故选项
D 正确。
答案 D
2.(2017 ·河南漯河模拟 ) 下列关于牛顿运动定律的说法正确的是 (
)
A. 力是维持物体运动的原因
B. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
C. 作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D. 作用力与反作用力的性质一定相同
解析由牛顿第一定律可知，力不是维持物体运动的原因，选项
B. 不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C. 在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D. 奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
解析牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止
状态不变，选项 A、B 正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态
惯性 1. 定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2. 性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。
3. 量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
牛顿第三定律
1. 作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，

2019高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第3讲验证牛顿运动定律学案

丰富丰富纷繁第 3 讲考证牛顿运动定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．研究加快度与力、质量的关系．3．掌握灵巧运用图象办理数据的方法．二、实验原理1．保持质量不变，研究加快度跟合外力的关系．2．保持合外力不变，研究加快度与质量的关系．13．作出a－F图象和a－图象，确立其关系．m三、实验器械小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、薄木块、打点计时器、低压沟通电源、导线、纸带、复写纸、天平、刻度尺．四、实验步骤1．丈量：用天平丈量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.2．安装：依据照实验原理图所示装置把实验器械安装好，不过不把悬挂小盘的细绳系在小车上( 即不给小车牵引力 )3．均衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下边垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．4．操作(1)小盘经过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后松开小车，取下纸带编号码．(2) 保持小车的质量不变，改变砝码和小盘的质量′，重复步骤 (1) ．m m(3) 在每条纸带上选用一段比较理想的部分，测加快度a.(4) 描点作图，作a－ F 的图象．(5) 保持砝码和小盘的质量 m′不变，改变小车质量m，重复步骤(1)和(3)1，作 a－图象．m对实验原理与操作的考察[ 学生用书P54]本实验利用盘及盘中重物经过细绳牵引小车做加快运动的方法研究加快度 a 与力 F、质量 M的关系．实验时采纳控制变量法，共分两步研究：第一步，保持小车的质量不变，改变盘中重物的质量，测出相应的a，验丰富丰富纷繁证 a 与 F 的关系；第二步，保持盘中重物的质量不变，改变小车上砝码的质量，测出小车运动的加快度a，验证 a 与 M的关系．实验应丈量的物理量有：(1) 小车及车上砝码的总质量M：用天平测出．(2) 小车遇到的拉力：拉力近似等于盘和重物的总重力( 盘和重物的总质量远小于小车和车上砝码的F mg总质量)．(3) a：经过打点计时器打出纸带，由a＝a1＋ a2＋ a3 x6＋ x5＋ x4－ x3－ x2－ x1小车的加快度 3 ＝9T2 计算出．【典题例析】某实验小组利用图示的装置研究加快度与力、质量的关系．(1)以下做法正确的选项是 ________ ( 选填字母代号 ) ．A．调理滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调理木板倾斜度均衡木块遇到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶经过定滑轮拴在木块上C．实验时，先松开木块再接通打点计时器的电源D．经过增减木块上的砝码改变质量时，不需要从头调理木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时遇到的拉力，应知足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 ________木块和木块上砝码的总质量． ( 选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有均衡摩擦力的状况下，研究加快度 a 与拉力 F 的关系，分别获取图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为 m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ 甲、μ 乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲 ________μ 乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)[ 分析 ] (1) 实验中细绳要保持与长木板平行， A 项正确；均衡摩擦力时不可以将装有砝码的砝码桶经过定滑轮拴在木块上，这样没法均衡摩擦力， B 项错误；实验时应先接通电源再松开木块， C 项错误；均衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要从头均衡摩擦力，D项正确．(2) 由整体法和隔绝法获取细绳中的拉力mg＝1F＝ Ma＝M mg，可见，当砝码桶和桶内砝码的总质量m M＋ m m1＋M远小于木块和木块上砝码的总质量M时，可得 F≈ mg.F(3)不均衡摩擦力，则 F－μmg＝ ma， a＝－μ g，图象的斜率大的木块的质量小，纵轴截距绝对值大的动 m 摩擦因数大，所以m甲<m乙，μ甲>μ乙．2[ 答案 ] (1)AD (2) 远小于(3) 小于大于1.(2018 ·潍坊月考) 在研究加快度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面圆滑，两小车前端系上细线，细线越过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时经过控制装置使两小车同时开始运动，而后同时停止．(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使 ____________________；在实验时，为减小系统偏差，应使砝码盘和砝码的总质量 ____________ 小车的质量 ( 选填“远大于”“远小于”或“等于” ) ．(2)本实验经过比较两小车的位移来比较小车加快度的大小，能这样比较，是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)实验中获取的数据以下表所示：小车Ⅰ、Ⅱ的质量约为200 g.实验次数小车拉力 /N 位移 /cmF x1Ⅰ0.1Ⅱ0.2 46.512Ⅰ0.2 29.04Ⅱ0.3 43.633Ⅰ0.3 41.16Ⅱ0.4 44.804Ⅰ0.4 36.43Ⅱ0.5 45.56 在第 1 次实验中小车Ⅰ从A点运动到 B 点的位移如图乙所示，请将丈量结果填到表中空格处．经过剖析，可知表中第 __________ 次实验数据存在显然错误，应舍弃．乙分析： (1) 拉小车的水平细线要与轨道平行．只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能以为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力．(2) 对初速度为零的匀加快直线运动，时间同样时，依据运动学公式：1 2，得a1 x1 x＝ at ＝ .2 a2 x2(3) 刻度尺的最小刻度是 1 mm，要估读到毫米的下一位，读数为23.86 cm － 0.50 cm ＝ 23.36 cm. 答案： (1) 细线与轨道平行( 或水平 ) 远小于(2) 两小车从静止开始做匀加快直线运动，且两小车的运动时间相等(3)23.36(23.34 ～ 23.38 均对 ) 3对数据办理和偏差剖析的考察[ 学生用书 P55]1．数据办理(1) 先在纸带上注明计数点，丈量各计数点间的距离，依据公式a ＝ 2x计算加快度．T(2) 需要先记录各组对应的加快度 a 与小车所受牵引力 F ，而后成立直角坐标系，用纵坐标表示加快度 a ，用横坐标表示作使劲F ，描点画出 a － F 图象，假如图线是一条过原点的直线，便证明加快度与作使劲成正比．再记录各组对应的加快度 a 与小车和砝码的总质量M ，而后成立直角坐标系，用纵坐标表示加快度a ，用横坐标表示总质量的倒数11，描点画出 a －图象，假如图线是一条过原点的直线，就证了然加快度与质量成反比．M M2．偏差剖析(1) 质量的丈量、纸带上计数点间距离的丈量、拉线或纸带不与木板平行等都会造成偏差．(2) 实验原理不完美惹起偏差．经过适合的调理，使小车所受的阻力被均衡，mM ＝mg当小车做加快运动时，能够获取 a ＝＋ g ，T ＝ mg＋，M mM m m1＋ M只有当 ? 时，才可近似以为小车所受的拉力 T 等于，所以本实验存在系统偏差．M m mg(3) 均衡摩擦力禁止造成偏差．【典题例析】(2016 ·高考全国卷Ⅲ ) 某物理课外小组利用图甲中的装置研究物体加快度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平搁置，其右端固定一轻滑轮；轻绳越过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有＝ 5 个，每个质量均为 0.010 kg. 实验步骤以下：N(1)将5 个钩码所有放入小车中，在长木板左下方垫上适合厚度的小物块，使小车 ( 和钩码 ) 能够在木板上匀速下滑．(2) 将 n ( 挨次取 n ＝1，2，3，4，5) 个钩码挂在轻绳右端，其余－ n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车N并使轻绳与木板平行．开释小车，同时用传感器记录小车在时辰 t 相关于其开端地点的位移 s ，绘制 s －t 图象，经数据办理后可获取相应的加快度 a .(3) 对应于不一样的n 的 a 值见下表．＝2 时的 s － t 图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加快度 ( 保存n2 位有效数字 ) ，将结果填入下表．n1 2 3 4 5－ 2a/ (m·s)(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，的加快度与其所受的合外力成正比．0.200.580.78 1.00并作出 a－ n 图象．从图象能够看出：当物体质量一准时，物体(5) 利用a－n图象求得小车 ( 空载 ) 的质量为 ________kg( 保存 2 位有效数字，重力加快度取g＝9.8 m·s －2)．(6)若以“保持木板水平”来取代步骤(1) ，以下说法正确的选项是 ________( 填入正确选项前的标号 ) ．A．a－n图线不再是直线B．a－n图线还是直线，但该直线可是原点C．a－n图线还是直线，但该直线的斜率变大[分析] (3) 实验中小车做匀加快直线运动，因为小车初速度为零，联合匀变速直线运动规律有1 2，s＝ at2联合图乙得加快度a＝0.39 m/s2.(5) 由 (4) 知，当物体质量必定，加快度与合外力成正比，得加快度 a 与 n 成正比，即 a－ n 图象为过原点2 nmg＝的直线． a－ n 图象的斜率 k＝0.196 m/s，均衡摩擦力后，下端所挂钩码的总重力供给小车的加快度，0 0mg mg( M＋Nm) a，解得a＝0 0n，则 k＝，可得 M＝0.45 kg.M＋ Nm0 M＋ Nm0(6) 若未均衡摩擦力，则下端所挂钩码的总重力与小车所受摩擦力的协力供给小车的加快度，即 nmg－μ[ M（ 1＋μ）m0g＋ ( N－n) m0] g＝( M＋Nm0) a，解得a＝· n－μ g，可见图线截距不为零，其图线还是直线，图线斜M＋ Nm0率相对均衡摩擦力时有所变大，B、 C项正确．[答案] (3)0.39(0.37 ～ 0.41 均可 )(4)a－ n 图线如图(5)0.45(0.43～0.47均可)(6)BC1 1a 与 M是反比关系，则a－ M图象是曲线，在研究两(1) 假如a与是正比关系，则a－图象是直线，而若M M丰富丰富纷繁个量的关系时，直线更易确立二者之间的关系，故本实验作1a－图象．M(2)在均衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其余都应跟正式实验同样，匀速运动的标记是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等．(3)考证牛顿第二定律实验中，保持小车质量不变时， a－ F 图象应为一条过原点的直线， a－ F 图象可是原点可能是均衡小车摩擦力没有达到实验要求所致；保持协力不变时，a－M 图象应是双曲线，不易确认，所以1应作 a－图象，该图象应为一条过原点的直线，图象可是原点一般是均衡小车摩擦力没有达到实验要求所致．M2.(2018 ·宁夏石嘴山高三月考) 在“研究加快度与质量的关系”的实验中(1) 备有器械： A. 长木板； B. 电磁打点计时器、低压沟通电源、纸带； C. 细绳、小车、砝码； D. 装有细砂的小桶； E. 薄木板； F. 毫米刻度尺．还缺乏的一件器械是________．(2) 实验获取如图(a) 所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T； B 、 C 间距 s2和 D、E 间距 s4已量出，利用这两段间距计算小车加快度的表达式为__________ ．(3) 同学甲依据实验数据画出如图1______kg.( g取 10 (b) 所示a－图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为mm/s2)(4) 同学乙依据实验数据画出了图(c) ，从图线可知乙同学操作过程中可能__________________ ．分析： (1) 此题要丈量小车的质量，则需要天平，所以还缺乏的一件器械是天平．(2)依据逐差法得： s4－ s2＝2aT2s4－ s2解得 a＝2T2.(3)依据牛顿第二定律可知， a＝F，则 F 即为 a－1图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m m2.4m′ g＝ F＝12N＝0.2 N，解得 m′＝0.02 kg.(4)由图 (c) 可知，图线不经过坐标原点，当F为某一值时，加快度为零，可知未均衡摩擦力或均衡摩擦力不足．s － s2答案： (1) 天平 4 (4) 未均衡摩擦力或均衡摩擦力不足(2) a＝2 (3)0.02(0.018 ～ 0.022 均正确 )2T创新实验 [ 学生用书P56]近几年高考对本实验的考察，一般运用牛顿运动定律进行某一研究实验、利用先进系统收集数据等，通过改变实验条件、实验仪器或巧用物理规律进行新的研究活动．命题趋向有以下几个方面：1．实验器械的改良(1)为了减小摩擦，用气垫导轨代替长木板．(2)用频闪照相或光电计时器代替打点计时器．2．数据办理方法的改良利用传感器，借助于计算机系统来办理数据，获取加快度，或直接获取加快度与外力、加快度与质量之间的关系．3．运用牛顿运动定律进行新的研究实验以本实验为背景，联合牛顿第二定律，丈量两接触面间的动摩擦因数、物体的质量等．【典题例析】( 高考全国卷Ⅰ ) 某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获取了小车加快度 a 与钩码的质量 m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不行伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加快度由位移传感器及与之相连的计算机获取．回答以下问题：(1)依据该同学的结果，小车的加快度与钩码的质量成________( 填“线性”或“非线性” ) 关系．(2)由图乙可知， a － m 图线不经过原点，可能的原因是______________________________________________ ．(3)若利用本实验装置来考证“在小车质量不变的状况下，小车的加快度与作使劲成正比”的结论，并直接以钩码所受重力 mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________________________________________________________________________ ，钩码的质量应知足的条件是__________________________________________.[ 分析 ] (1) 依据题图乙坐标系中给出的数据连线，可知小车的加快度与钩码的质量成非线性关系．(2)依据题图乙中数据，小车遇到钩码拉力的作用，但没有加快度，故未均衡摩擦力或倾角过小，没有完整均衡摩擦力．(3)在实验中要求“直接以钩码所受重力 mg作为小车遇到的合外力”需要知足两个条件：①均衡摩擦力；②钩码的质量远小于小车 ( 含发射器 ) 的质量．[ 答案 ] (1) 非线性(2) 存在摩擦力(3) 调理轨道的倾斜度以均衡摩擦力远小于小车(含发射器)的质量3.(2018 ·湖北大冶第一中学高三月考) 某同学利用如图装置研究加快度与合外力的关系．利使劲传感器丈量细线上的拉力．依据以下步骤操作：①安装好打点计时器和纸带，调整导轨的倾斜程度，均衡小车摩擦力；②细线经过导轨一端圆滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上必定质量的钩码，将小车拉到凑近打点计时器的一端；③翻开力传感器并接通打点计时器的电源( 频次为 50 Hz 的沟通电源 ) ；④开释小车，使小车在轨道上做匀加快直线运动；⑤封闭传感器，记录下力传感器的示数F；经过剖析纸带获取小车加快度a；⑥改变钩码的质量，重复步骤①②③④⑤；⑦作出a－F 图象，获取实验结论．(1)某学校使用的是电磁式打点计时器，在开释小车前，老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图，以下图中操作不正确的选项是 __________．(2) 本实验在操作中能否要知足钩码的质量远远小于小车的质量？________( 填写“需要”或“不需要” ) ；某次开释小车后，力传感器示数为F，经过天平测得小车的质量为M，动滑轮和钩码的总质量为m，不计滑轮的摩擦，则小车的加快度理论上应等于________．F FA．a＝2M B．a＝Mmg－2F 2FC．a＝M D．a＝M(3) 以下图是某次实验测得的纸带的一段，能够判断纸带的________( 填“左”或“右” ) 端与小车连结，在打点计时器打下计数点 6 时，钩码的刹时速度大小为________m/s( 保存两位有效数字 ) ．丰富丰富纷繁分析： (1) 在开释小车前，纸带应当放在复写纸下方并保持纸带处于拉直状态，不然纸带与限位孔的摩擦力更大，偏差更大，故A 、B 错误；在开释小车前，应使细线与长木板平行，故C 错误；电磁式打点计时器应使用 4～ 6 V 沟通电源，故D 正确．(2) 本实验利使劲传感器丈量细线上的拉力，不需要用钩码的重力取代，所以不需要知足钩码的质量远远F小于小车的质量，依据牛顿第二定律得：a ＝，故 B 正确．m(3) 纸带右边两点间的距离愈来愈大，故左端与小车相连，计数点6 的刹时速度为计数点 5 到计数点7 的0.03均匀速度，故 v ＝ 0.04 m/s ＝ 0.75 m/s.答案： (1)ABC (2) 不需要 B (3)左 0.75[ 学生用书 P57]1．(2015 ·高考全国卷Ⅱ ) 某同学用图甲所示的实验装置丈量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频次为 50 Hz ，物块下滑过程中所获取的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1) 物块下滑时的加快度a ＝________ m/s 2，打 C 点时物块的速度v ＝ ________ m/s.(2) 已知重力加快度大小为 g ，为求出动摩擦因数，还一定丈量的物理量是 ________( 选填正确答案标号 ) ．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角分析： (1) 物块沿斜面下滑做匀加快运动，依据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由 a ＝2x，得 aT＝ 0.13 ×10－22，此中 C 点速度 v ＝xBD（ 3.65 ＋ 3.52 ）× 10－2m/s ≈ 1.79 m/s.（ 0.02 ） 2 m/s 2＝ 3.25 m/s＝2×0.02t BD(2) 对物块进行受力剖析如图，则物块所受合外力为F 合＝ mg sin θ －μ mg cos θ ，即 a ＝ g sin θ－ μ g cossin θ － agθ ，得 μ ＝ g cos θ ，所以还需丈量的物理量是斜面的倾角θ .9答案： (1)3.25 1.79(2)C2．(2018 ·河北模拟) 某同学用图甲所示的实验装置考证牛顿第二定律：(1)经过实验获取如图乙所示的 a－ F图象，造成这一结果的原由是：在均衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角__________( 选填“偏大”或“偏小” ) ．(2) 该同学在均衡摩擦力后进行实验，实质小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力 ( 填“大于”“小于”或“等于” ) ，为了便于研究、减小偏差，应使小车质量M 与砝码和盘的总质量m 知足__________的条件．(3) 该同学获取如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频次为50 Hz. A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．x＝ x － x ＝________ cm.由此可算出小车的加快度 2 .( 结果保存两位有效数a＝ ________ m/sDGAD字 )分析： (1) 依据所给的a－ F 图象可知，当F＝0时，小车已经有了加快度a0，所以必定是在均衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的．Mmg车F＝ Ma，对砝码和盘 mg－ F＝ ma，解得 F＝<mg，只有当 M? m时，小车M＋ m 遇到的拉力才近似等于mg，进而减小偏差．(3) 由题图丙可读出x ＝2.10 cm，x ＝3.90 cm，所以x＝ x － x ＝1.80 cm，依据x＝ a 2 at ，解得AD DG DGAD＝5.0 m/s 2.答案： (1) 偏大(2) 小于M? m (3)1.80 5.03．在研究加快度与物体所受合外力和质量间的关系时，采纳以下图的实验装置，小车及车中的砝码质量用 M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加快度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出：(1)当 M与 m的大小关系知足__________时，才能够以为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量必定的状况下，研究加快度与小车质量的关系，以下做法正确的选项是 ________．A．均衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要从头均衡摩擦力C．实验时，先松开小车，再接通打点计时器电源mgD．小车运动的加快度可用天平测出m和 M，直接用公式a＝M求出(3) 在保持小车及车中的砝码质量M必定，研究加快度与所受合外力的关系时，因为均衡摩擦力时操作不当，两位同学获取的a－F 关系分别如图中甲、乙所示( a是小车的加快度， F 是细线作用于小车的拉力) ．其原由分别是：甲图： ___________________________________________ ；乙图： _______________________________________________.分析： (1) 对盘及盘中砝码：－＝；对小车：＝，联立可得：＝mg ，＝M ，只有当?mg F ma F Ma am＋M F mg m MM＋ m时，才可以为F≈ mg.(2)均衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力均衡， A 不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再均衡摩擦力， B 正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再开释小车， C 不正确；小车的加快度是经过办理纸带确立的，D不正确．(3) 由甲图可看出F＝0时， a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当 F 达到必定值时，才会有加快度，说明均衡摩擦力不足或未均衡摩擦力．答案： (1) m? M(2)B (3) 木板的倾角过大没有均衡摩擦力或均衡摩擦力不足4．如图为丈量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置表示图．实验步骤以下：①用天平丈量物块和遮光片的总质量M、重物的质量m；用游标卡尺丈量遮光片的宽度d；用米尺丈量两光电门之间的距离s；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A的左边由静止开释，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门 A 和光电门 B 所用的时间t A和t B，求出加快度a；④多次重复步骤③，求 a 的均匀值a；⑤依据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答以下问题：(1) 丈量d时，某次游标卡尺( 主尺的最小分度为 1 mm)的示数以下图，其读数为____________ cm.丰富丰富纷繁(2) 物块的加快度 a 可用d 、、t 和t 表示为＝ ________________ ．sA B a(3)动摩擦因数μ可用 M 、 m 、 a 和重力加速度 g 表示为μ＝__________________________________________ ．(4)假如细线没有调整到水平，由此惹起的偏差属于__________( 选填“有时偏差”或“系统偏差” ) ．分析： (1) d＝ 0.9 cm ＋12×0.05 mm＝ 0.9 cm ＋ 0.060 cm ＝0.960 cm.v x d dv 2 2d 2 d 2as(2) 由＝A＝， B＝则，即－＝ 2 ，得，，物块做匀加快直线运动，B－A＝2t v v t B v ax t B t At A得 a＝1 d2 d 2 2s t B －t A .(3) 整体运用牛顿第二定律得：mg－μMg＝( M＋ m) a，则μ＝mg－（ M＋ m）aMg .(4)由实验装置惹起的偏差为系统偏差．答案： (1)0.960 (2) 1 d2d22s－t A t B(3) mg－（ M＋ m） a系统偏差Mg (4)。

高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第3讲牛顿运动定律的综合应用学案新人教版-新人教版高三全

第3讲牛顿运动定律的综合应用主干梳理对点激活知识点连接体问题 Ⅱ1．连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的□01物体系统称为连接体。

2．外力与内力(1)外力：系统□02之外的物体对系统的作用力。

(2)内力：系统□03内各物体间的相互作用力。

3．整体法和隔离法(1)整体法：把□04加速度相同的物体看做一个整体来研究的方法。

(2)隔离法：求□05系统内物体间的相互作用时，把一个物体隔离出来单独研究的方法。

知识点临界极值问题 Ⅱ1．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，即表明题述的过程存在着□01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”，而这些起止点往往对应□02临界状态。

(3)若题目中有“最大”“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”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。

2．四种典型的临界条件(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□03弹力F N ＝0。

(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是□04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度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于□05它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是□06F T ＝0。

(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：速度达到最大的临界条件是□07a ＝0，速度为0的临界条件是a 达到□08最大。

知识点多过程问题 Ⅱ1．多过程问题很多动力学问题中涉及物体有两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的□01运动情况和□02受力情况都发生了变化，这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题。

2．类型多过程问题可根据涉及物体的多少分为单体多过程问题和多体多过程问题。

高考物理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学案

第3讲牛顿运动定律的综合应用微知识1 超重和失重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。

(2)视重：测力计所指示的数值。

2．超重、失重和完全失重比较微知识2 整体法和隔离法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，则内力将转换为隔离体的外力。

一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

)1．超重是物体的重力变大的现象。

(×)2．处于完全失重状态时，物体的重力消失了。

(×)3．物体处于超重状态时，加速度方向向上，速度方向也向上。

(×)4．整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。

(√)5．应用整体法分析物体受力时，必须分析其内力。

(×)二、对点微练1．(超重和失重)伦敦奥运会开幕式的弹跳高跷表演中，一名质量为m的演员穿着这种高跷从距地面H高处由静止落下，与水平地面撞击后反弹上升到距地面高h处。

假设弹跳高跷对演员的作用力类似于弹簧的弹力，演员和弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影响，则该演员( )A．在向下运动的过程中始终处于失重状态B．在向上运动的过程中始终处于超重状态C．在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态D．在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态解析演员在空中时，加速度为g，方向向下，处于失重状态；当演员蹬地加速时，加速度a向下，处于失重状态；落地后期减速，加速度a向上，处于超重状态；所以演员在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态，C项正确；同理可知，演员在向上运动的过程中先处于超重状态后处于失重状态，D项错误。

2019版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律 3.3 牛顿运动定律的综合应用

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43
上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时,弹簧的伸长量为x2,则下列说法
中正确的是
()
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A.若m>M,有x1=x2 B.若m<M,有x1=x2 C.若μ>sin θ,有a1=a2 D.若μ<sin θ,有a1=a2
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【解析】选A、B。在水平面上滑动时,对整体,根据牛
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5
(2)发生超重、失重现象时,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)发生了变化。 (3)超重、失重现象中,牛顿第二定律仍然适用。
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【慧眼纠错】 (1)失重时,物体的重力小于mg。纠错:_____________________________。 (2)物体超重时,一定向上运动。纠错:_________________________________________ ___________。
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【通关秘籍】
判断超重和失重现象的三个角度: (1)从受力的角度判断:当物体受到的向上的拉力(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。
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(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。
程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数
不为零,受力分析如图:
竖直方向:FQ+mg=FN cos 15°;

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