2020版高考物理人教版复习课件：专题牛顿运动定律的综合应用(共73张PPT)

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2.超重、失重和完全失重的比较
项目
概念
超 重 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 物体的加速度方 向 竖直向上的 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(或对悬挂物的 拉力) 小于 物体 所受重力的现象
产生 条件
关闭
对甲图,以整体为研究对象,水平方向不受力,所以甲车的加速度大小 F 为 0,A 故 A、 B 错误;对乙图,以整体为研究对象 ,水平方向受向左的 2F .甲图中车的加速度大小为
F 的拉力 ,故乙车的加速度大小为:a= ,所以 C 选项是正确的,D 错 B.甲图中车的加速度大小为 ������ +������ M+m 误。C.乙图中车的加速度大小为 2F M
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典例2(多选)(2015· 全国卷Ⅱ,20)在一东西向的水平直铁轨上,停 放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以 大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的 2 拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为 3 a的加速度向西行 驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车 厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( ) 关闭 A.8 B.10 C.15 D.n 18 设这列车厢的总节数为 ,每节车厢质量为 m,从 P、 Q 处将车厢分成
答案
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2.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 关闭 C.固定在杆端随杆绕相对地面静止的圆心在竖直平面内运动 高楼正常运行的电梯中,一般先加速后匀速,再减速,故不可能一直处于完 D.不计空气阻力条件下的竖直上抛
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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 。
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解析
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对超重、失重的理解 1.对超重、失重的理解 (1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重” 改变。 (2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下 运动,而在于物体的加速度方向,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。 (3)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g的加速 度效果,不再有其他效果。
根据牛顿第二定律, 有 F fm=ma① 对 A、 B 整体受力分析, 受重力 3mg、支持力和拉力 F, 根据牛顿第二 定律, 有 F=3ma② 1 由①②解得 F fm= 3 F , 当 F'作用在物体 A 上时,A 、 B 恰好不滑动时,A 、 B 间的静摩擦力达到最大值, 对物体 A , 有 F'-F fm=ma1 ③ F F A.2F B. C.3F D. 3 对整体, 有 F'=3ma12④ 1 1 由上述各式联立解得 F'= F , 即 F' 的最大值是 F。 B 2 2
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二、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。
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2.判断超重和失重的方法
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处 从受力的 于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时, 角度判断 物体处于完全失重状态 从加速度 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有 的 向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等 角度判断 于重力加速度时,物体处于完全失重状态 从速度变 化 ①物体向上加速或向下减速时,超重 的角度判 ②物体向下加速或向上减速时,失重 断
所以“起立”“下蹲”过程,都能出现体重计的示数大于A0的现象,故D正
确,ABC错误。 D
解析
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思维点拨下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动;人 从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运 动,最后处于静止状态,根据加速度方向,来判断人处于超重还是失 重状态。
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1.判断下列说法的正误。 (1)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。 ( ) (2)超重就是物体的重力变大的现象,失重时物体的重力小于mg。 ( ) (3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。( ) (4)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于重力。 ( ) (5)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。( ) (6)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。 关闭 ( ) (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)√ (7)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。( )
全失重状态,选项A错误;沿固定于地面的光滑斜面滑行时,加速度沿斜面 向下,由于加速度小于g,故不是完全失重,选项B错误;固定在杆端随杆绕 相对地面静止的圆心在竖直平面内运动的物体,加速度不会总是向下的g, 故不是总完全失重,选项C错误;不计空气阻力条件下的竖直上抛,加速度 总是向下的g,总是处于完全失重状态,故选项D正确。 D
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典例1(2019· 河南周口中英文学校月考)如图所示,某同学站在体 重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称 为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。 她稳定站立时,体重计的示数为A0,关于实验现象,下列说法正确的 是( ) 关闭 A.“下蹲”过程,体重计的示数一直小于A0 下蹲过程中 人先向下做加速运动 ,后向下做减速运动 ,所以先处于失重状 B.“起立”,过程 ,体重计的示数一直大于 A0 C.“起立”的过程 ,先出现失重现象后出现超重现象 态后处于超重状态 ;人从下蹲状态站起来的过程中 ,先向上做加速运动,后 D.“起立”“下蹲 ”过程,都能出现体重计的示数大于 A0的现象 向上做减速运动 ,最后回到静止状态 ,人先处于超重状态后处于失重状态 ,
解析 答案
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3.(2019· 四川射洪县射洪中学开学考试)如图甲、乙所 示,两车都在光滑的水平面上,小车的质量都是M,人的质量都是m, 甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F, 图中人和车相对静止,对于甲、乙两图中车的加速度大小说法正确 的是( )
2������
D D.乙图中车的加速度大小为
M+m F M
关闭
解析
答案
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4. 如图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B 的质量为2m。现施水平力F拉B(如图甲),A、B刚好不发生相对滑 关闭 动, 一起沿水平面运动。若改用水平力 F' 拉 A( 如图乙),使A、B也保 力 F 拉物体 B 时,A 、B 恰好不滑动,故 A 、 B 间的静摩擦力达到最大 持相对静止 一起沿水平面运动 ,则 F'不得超过 ( 向前的静摩擦力 ) 值 , 对物体 A ,受力分析 , 受重力 mg 、 支持力 FN1 、 F fm,
关闭
因为台秤测得压力为480 N,小于人的重力,所以人处于失重状态,升降机
做加速下降或者减速上升运动,故C正确。
关闭
C
解析 答案
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2.(多选)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 图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( ) A.t=2 s时最大 B.t=2 s时最小 C.t=8.5 s时最大 关闭 D.t=8.5 s时最小
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连接体问题 整体法和隔离法的选取原则 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时,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”。
本题考查学生是否对超重、失重有清晰的物理观念,能否将实际问 题中的现象进行合理的抽象、简化,运用牛顿第二定律解决实际问 题。既有核心素养中对物理观念的认识和提升也有科学思维的培 养和提升。
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即学即练 1.(2018· 安徽合肥中学暑期调研)质量为60 kg的人,站在升降机内的 台秤上,测得体重为480 N,则升降机的运动应是( ) A.匀速上升或匀速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降
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FN'=FN=mg+ma。当t=2 s时a有最大值,FN'最 大;当t=8.5 s时,a有最小值,FN'最小,选项A、D正确。
关闭
AD
解析 答案
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3.(多选)(2019· 河南周口中英文学校月考)如图甲所示,轻弹簧竖直 固定在水平面上,一质量为m=0.2 kg的小球,从弹簧上端某高度处自 由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹 关闭 性限度内),其速度v和弹簧压缩量 Δx之间的函数图象如图乙所示 ,其 由小球的速度图象知 ,开始小球的速度增大 ,小球的重力大于弹簧对 中A为曲线的最高点 ,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计 取 10 它的弹力 ,当 Δx 为 0.1 m 时,小球的速度最大,然后速度减小,,g 故 A 错 2,则下列说法正确的是( m/s ) 误;由图可以知道,x=0.3 m 时,物体的速度减小 ,加速度向上,故说明 A.小球刚接触弹簧时速度最大 物体处于超重状态,所以 B 正确;当 Δx=0.1 m 时,小球的重力等于弹 B.当Δx=0.3 m时,小球处于超重状态 簧对它的弹力,合力为零,小球处于平衡状态,可得:kΔx=mg C.该弹簧的劲度系数为 ������������ 0.2×1020.0 N/m 计算得出:k= Δ������ = 0.1 =20.0 N/m。所以 C 正确; D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的加速度先减小后增大 图中的斜率表示加速度,则由图可以知道,从接触弹簧到压缩至最短关闭 的过程中 ,小球的加速度先减小后增大,所以 D 正确。 BCD
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专题2 牛顿运动定律的综合应用
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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(或台秤)的示数。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。
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物体的加速度方 物体的加速度方向 向 竖直向下 , 竖直向下 大小 等于重力加 速度 g
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项目 运动 状态 原理 方程
超 重 加速 上升或 减速 下降 F-mg=ma F= m(g+a)
失 重 加速 下降或 减速 上升 mg-F=ma F= m(g-a)
完全失重 以 a=g 加速 下降 或 减速 上升 mg-F=mg F=0