必修1第三章第三节

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3．外力和内力 (1)外力：系统外的物体对研究对象的作用力； (2)内力：系统内物体之间的作用力． 热身体验 1.关于超重和失重的下列说法中，正确的是( ) A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重 力减小了 B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落 体运动的物体不受重力作用 C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速 度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发 生变化
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4．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．视重大小等于秤所受的拉力或压力． 特别提示：(1)物体超重或失重时，所受重力并没有变化． (2)物体是处于超重状态还是失重状态,与物体的速度没有 关系．
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二、解答连接体问题的常用方法 1．整体法 当系统中各物体的_______相同时，我们可以把系统内的所有 加速度 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 牛顿第二定律 _________，当整体受到的外力已知时，可用_____________ 求出整体的加速度． 2．隔离法 相互作用力 当求解系统内物体间__________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．
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解析：选 C.设弹簧的弹力为 F，系统加速度为 a.对系统：F1 －F2＝(m1＋m2)a，对 m1：F1－F＝m1a，联立两式解得：a＝ 2 m/s2，F＝26 N，故 A、B 两项都错误，C 正确；若突然撤 去 F1， 物体 m1 所受的合外力为 26 N， a＝13 m/s2， D 错误． 故
2fm＋M 由①②联立可得：F＝ ，故 A 正确． M
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考点 3 传送带问题 例3 如图 3－3－9 所示，倾角为 37° ，长为
图 3－3－9 l＝16 m 的传送带， 转动速度为 v＝10 m/s， 动摩擦因数 μ＝0.5， 在传送带顶端 A 处无初速度地释放一个质量为 m＝0.5 kg 的 物体．已知 sin37° ＝0.6，cos37° ＝0.8，g＝10 m/s2.求： (1)传送带顺时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间； (2)传送带逆时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间．
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2．(2013· 扬州中学模拟)如图 3－3－1 所示，水平地面上有两 块完全相同的木块 A、B，在水平推力 F 的作用下运动，用 FAB 代表 A、B 间的相互作用力，则( )
图 3－3－1 A．若地面是完全光滑的，FAB＝F F B．若地面是完全光滑的，FAB＝ 2 C．若地面是有摩擦的，FAB＝F F D．若地面是有摩擦的，FAB＝ 2
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4．在完全失重状态下，由于重力产生的一切现象都不存在 了．例如，物体对水平支持面没有压力，对竖直悬线没有拉 力，不能用天平测物体的质量，液柱不产生压强，在液体中 的物体不受浮力等等． 特别提醒：1由物体处于失重或超重状态，可判断加速度的 方向为向下或向上，但并不能确定物体的速度方向. 2如果系统内有的物体向上加速，有的物体向下加速，此时 可考虑整体质心加速度的方向，来判断系统是处于失重还是 超重.
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即时应用 1 一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的 关系图线如图 3－3－2 所示，则( )
图 3－3－2 A．t3 时刻火箭距地面最远 B．t2～t3 的时间内，火箭在向下降落 C．t1～t2 的时间内，火箭处于失重状态 D．0～t3 的时间内，火箭始终处于失重状态
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解析：选 A.由速度图像可知，在 0～t3 内速度始终大于零，表 明这段时间内火箭一直在上升，t3 时刻速度为零，停止上升， 高度达到最高，离地面最远，A 正确、B 错误．t1～t2 的时间 内，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭应处于超重 状态， 而在 t2～t3 时间由火箭在减速上升， 具有向下的加速度， 火箭处于失重状态，故 C、D 错误．
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即时应用 2 如图 3－3－3 所示，两个质量分别为 m1＝2 kg、 m2＝3 kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力 计连接，两个大小分别为 F1＝30 N，F2＝20 N 的水平拉力分 别作用在 m1、m2 上，则( ) 图 3－3－3 A．弹簧测力计的示数是 10 N B．弹簧测力计的示数是 50 N C．物体的加速度 a＝2 m/s2 D．在突然撤去 F1 的瞬间，m1 的加速度为 4 m/s2
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【解析】 (1)传送带顺时针转动，物体相对传送带向下运 动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀 加速运动，据牛顿第二定律有 mg(sin37° －μcos37° )＝ma 1 2 2 则 a＝gsin37° －μgcos37° m/s ，据 l＝ at 得 t＝4 s. ＝2 2 (2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速 度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿 传送带向下，设物体的加速度大小为 a1， 由牛顿第二定律得 mgsin37° ＋μmgcos37° ＝ma1 mgsin37° ＋μmgcos37° 则有 a1＝ ＝10 m/s2 m 设当物体运动速度等于传送带速度时经历的时间为 t1,位移 为 x1
第三节
牛顿运动定律的综合应用
本节目录
基 础 再 现 对 点 自 测
要 点 透 析 直 击 高 考
考 点 探 究 讲 练 互 动
技 法 提 炼 思 维 升 华
知 能 演 练 轻 巧 夺 冠
基础再现对点自测
知识清单 一、超重和失重 1．超重 (1)物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 大于 ____物体所受 重力的现象称为超重现象． 向上 (2)产生条件：物体具有____的加速度． 2．失重 (1)物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 小于 ____物体所受 重力的现象称为失重现象． 向下 (2)产生条件：物体具有____的加速度． 3．完全失重 物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 等于零 _______的现象称 为完全失重现象．
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跟踪训练 2 (2012· 高考江苏卷)如图 3－3－8 所示， 一夹子夹 住木块，在力 F 作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为 m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为 f.若木块不滑 动，力 F 的最大值是( )
图 3－3－8
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2fm＋M A. M 2fm＋M B. m 2fm＋M C. －(m＋M)g M 2fm＋M D. ＋(m＋M)g m 解析：选 A.对整个系统应用牛顿第二定律： F－(M＋m)g＝(M＋m)a① 对 M 应用牛顿第二定律：2f－Mg＝Ma②
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(mg＋Mg)－N＝ma＋M×0 2M＋m 故木箱所受支持力：N＝ g， 2 由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力为 2M＋m N′＝N＝ g. 2 【答案】 B 【规律总结】 (1)加速度相同的连接体问题，既可以用隔离 法也可以用整体法解决；加速度不同的连接体问题也能用整
体法来研究．(2)用整体法时要分清内力、外力．
同学的体重为 650 N，A 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，后读数 F 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 正确，B、D 错误．
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跟踪训练 1 在升降电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 50 kg，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 3－3－5 所 示，在这段时间内下列说法中正确的是( )
图 3－3－5
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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 解析：选 D.由题知体重计的示数为 40 kg 时，人对体重计的 压力小于人的重力，故处于失重状态，实际人受到的重力并
图 3－3－6
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A．(M＋m)g
2M＋m B. g 2
2M－m M＋2m C. g D. g 2 2 【解析】 法一：隔离法 取小球为研究对象，受重力 mg、摩擦力 f，如图 3－3－7 甲 所示，据牛顿第二定律得： mg－f＝ma①
图 3－3－7
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取木箱为研究对象， 受重力 Mg、 地面支持力 N 及小球给予的 摩擦力 f′如图乙所示，据物体平衡条件得： N－f′－Mg＝0② 且 f＝f′③ 由①②③式得 2M＋m N＝ g 2 由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为 2M＋m N′＝N＝ g. 2 法二：整体法 对于“一动一静”的连接体，也可选取整体为研究对象，依 牛顿第二定律列式为：
没有变化，A 错；由牛顿第三定律知 B 错；电梯具有向下的 加速度，但不一定是向下运动，C 错；由牛顿第二定律 mg－ g N＝ma，可知 a＝ ，方向竖直向下，D 对． 5
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考点 2 整体法与隔离法的应用 例2 如图 3－3－6 所示，质量为 M 的木箱放在水平面上，木 箱中的立杆上套着一个质量为 m 的小球，开始时小球在杆的 顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度 1 的一半，即 a＝ g，则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压 2 力为( )
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【答案】 AC 【方法总结】 超重和失重现象的判断方法 (1)从受力的大小判断， 当物体所受向上的拉力(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)从加速度的方向判断，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 为重力加速度时处于完全失重状态．
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考点探究讲练互动
考点 1 超失重现象的分析与计算 例1 (2013· 乐山一中高三质检)如图 3－3－4 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( )