高考物理大一轮复习 第3章 牛顿运动定律 第3节 牛顿运动定律的综合应用

2．超重、失重和完全失重的比较
超重现象
失重现象
完全失重现象
物体对支持物的压 物体对支持物的压 物体对支持物的压
力(或对悬挂物的 力(或对悬挂物的 力(或对悬挂物的 概念
拉力) 大于 物体所 拉力)小于 物体所 拉力) 等于零 的
受重力的现象
受重力的现象
现象
产生 物体的加速度方
条件 向 竖直向上
物体的加速度方
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
解析：选ACD.由题图(b)可以求出物块上升过程中的加速度
为a1＝
v0 t1
，下降过程中的加速度为a2＝
v1 t1
.物块在上升和下降过程
中，由牛顿第二定律得mgsin θ＋f＝ma1，mgsin θ－f＝ma2，由
向 竖直向下
物体的加速度方
向 竖直向下， 大小 a＝g
原理 F－mg＝ma
方程 F＝ m(g＋a)
mg－F＝ma
FLeabharlann Baidu m(g－a)
mg－F＝ma＝mg
F＝ 0
运动 加速 上升或 状态 减速 下降
加速 下降或 减速 上升
以a＝g 加速 下 降或 减速 上升
[易错警示·微点拨] 1．超重现象不是物体的重力变大了，而是视重大于实重的 现象，物体的重力不变． 2．完全失重状态不是物体的重力消失而是视重为零的现 象． 3．超重现象加速度不一定竖直向上，而是只要有竖直向上 的分量． 4．超重的物体加速度向上而不是速度向上，失重的物体加 速度向下，也不是速度方向向下．
判断物体处于超重状态还是失重状态的方法 (1)从受力的角度判断 当物体受向上的拉力(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，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重 状态．
1．在升降电梯内的地面上放一体重计，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g5，方向一定竖直向下
主干回顾 夯基固源 考点透析 题组冲关
课时规范训练
第3节 牛顿运动定律的综合应用
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． 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 ．
解析：选 D.晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对 体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改变，A 选项错；晓敏 对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是一对作用力与反作用 力，大小一定相等，B 选项错；以竖直向下为正方向，有 mg－F ＝ma，即 50g－40g＝50a，解得 a＝g5，方向竖直向下，但速度方 向可能是竖直向上，也可能是竖直向下，C 选项错，D 选项正确．
以上各式可求得sin
θ＝
v0＋v1 2t1g
，滑动摩擦力f＝
mv0－v1 2t1
，而f＝
μFN＝μmgcos θ，由以上分析可知，选项A、C正确．由v－t图象
中横轴上方的面积可求出物块沿斜面上滑的最大距离，可以求出
物块沿斜面向上滑行的最大高度，选项D正确．
3．解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系，解题的关键在于弄清图象斜 率、截距、交点、拐点、面积的物理意义． (2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确 “图象与公式”、“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问 题作出准确判断．
题组一 高考题组 1.(2015·高考重庆卷)若货物随升降机运动的v-t图象如图所示 (竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图 象可能是( )
解析：选B.根据v-t图象可知电梯的运动情况：加速下降→匀 速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿 第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：失重→等于重 力→超重→超重→等于重力→失重，故选项B正确．
2．(2015·高考全国卷Ⅰ)(多选)如图(a)，一物块在t＝0时刻滑 上一固定斜面，其运动的v－t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( )
(3)从速度变化角度判断 ①物体向上加速或向下减速时，超重； ②物体向下加速或向上减速时，失重．
考点二 动力学中的图象问题(高频考点) 1．常见的动力学图象 v－t 图象、a－t 图象、F－t 图象、F－a 图象等．
2．图象问题的类型 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运 动情况． (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物 体的受力情况． (3)由已知条件确定某物理量的变化图象．
考点一 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，而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度， 这也是判断物体超重或失重的根本所在．
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．此时，平常一切由重力产生的 物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、液体不再产生 压强和浮力等．
2．(2016·山东济南适应性训练)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 变化的图象， 则下列图象中可能正确的是( )
解析：选 D.未蹲下时，该同学对传感器的压力等于其重力； 下蹲的初始阶段，该同学从静止开始做加速运动，其加速度方向 竖直向下，处于失重状态，对传感器的压力小于其重力；速度达 到最大后，又做减速运动，其加速度方向竖直向上，处于超重状 态，对传感器的压力大于其重力，D 正确．