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
高考物理一轮复习：3-3《牛顿运动定律的综合应用》ppt课件
教材梳理
第三章
牛顿运动定基础律自测
教材梳理
第3节 牛顿运动定律的综合应用
内容
考点一 对超重、失重的理解
考
点
考点二 动力学中的图像问题
考点三 动力学中的多过程问题
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。 1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具 体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简 单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义 。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义，
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梳理深化 强基
多思维课建堂模 热素点养
②滑块在水平面上：
滑块做匀减速运动． 第三步：选择合适的方法及公式→利用正交分解法、牛顿 运动定律及运动学公式列式求解．
梳理1．(单选)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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解析 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，超重和失重并非物体的重力 发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确． 答案 D
梳理深化 强基
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2．(单选)下列实例属于超重现象的是
梳理深化 强基
多思维课建堂模 热素点养
3．(2013·新课标卷Ⅰ，14)(单选)如图3－3－1是伽利略1604 年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数 据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运 动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的． 根据表中的数据．伽利略可以得出的结论是 ( )．
(1)超重时物体的重力大于mg. ( )
(2)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)物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与
速度方向无关．
( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件：第三章第三节牛顿运动定律的综合应用
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_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_牛__顿__第__二__定__律_ 求出整体的加速度． 2．隔离法：当求解系统内物体间__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． 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．
(2)倾斜传送带模型
A．当 F < 2μmg 时，A、B 都相对地面静止 B．当 F ＝52μmg 时， A 的加速度为13μg C．当 F > 3μmg 时，A 相对 B 滑动 D．无论 F 为何值，B 的加速度不会超过12μg
解析：A、B 间的最大静摩擦力为 2μmg，B 和地面之间的最 大静摩擦力为32μmg，对 A、B 整体，只要 F＞32μmg，整体就 会运动，选项 A 错误；当 A 对 B 的摩擦力为最大静摩擦力 时，A、B 将要发生相对滑动，故 A、B 一起运动的加速度的 最大值满足 2μmg－32μmg＝mamax，B 运动的最大加速度 amax ＝12μg，选项 D 正确；对 A、B 整体，有 F－32μmg＝3mamax，
3．充分挖掘题目中的临界条件 (1)相接触与脱离的临界条件：接触处的弹力 FN＝0. (2)相对滑动的临界条件：接触处的静摩擦力达到最大静摩擦 力． (3)绳子断裂的临界条件：绳子中的张力达到绳子所能承受的 最大张力． (4)绳子松弛的临界条件：张力为 0.
4．其他几个注意点 (1)正确理解轻绳、轻杆和轻弹簧的质量为 0 和受力能否突变 的特征的不同． (2)力是不能通过受力物体传递的受力，分析时要注意分清内 力和外力，不要漏力或添力．
(通用版)高考物理大一轮复习3.3专题3牛顿运动定律的综合应用课件新人教版
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基础夯实 自我诊断
1 .(多选)如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块。开 始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加 速上升时( )
关闭
升降机加速上升时,物体将出现超重现象,故物体对斜面的压力增大,B正
确;由Ff=μFN 知,物体与斜面间的摩擦力也增大,故A 错误;开始,升降机匀
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考点一
考点二
考点三
突破训练
1 .关于超重和失重现象,下列描述正确的是( )
A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态 关闭
物体B.是磁否悬超浮重列或车失在重水取平决轨于道加速上度加方速向行,当驶加时速,列度车向上上的时物乘体客处处于于超超重重
状态
状态C.,荡当秋加速千度时向秋下千时摆物到体最处低于位失置重状时态,人,当处加于速失度重向状下态且大小等于重力 加速D.度神时舟物十体一处号于飞完船全在失重绕状地态球。做电圆梯轨正道在运减行速时上升,飞,加船速内度的向宇下航,乘员客处
加速度(或分加速度)。
3 .当物体处于完全失重状态时,重力只产生使物体具有a=g 的加
速度效果,不再产生其他效果。此时,平常一切由重力产生的物理
现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液
柱不再产生向下的压强等。
4 .处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为
超重状态下,F浮= ρV 排(g+a); 失重状态下,F浮= ρV 排(g-a)。
2 .超重、失重和完全失重的比较
-4基础夯实 自我诊断
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基础夯实 自我诊断
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
高考物理大一轮复习 第三章 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课件
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
物体的加速度方
产生 条件
物体的加速度方 向_竖__直__向__上___
物体的加速度方 向_竖__直__向__下___
向竖直向下，大 小__a_＝__g_
超重现象
失重现象
(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．
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．
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：
(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．
【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．
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．
【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
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第三章 牛顿运动定律
第3讲 牛顿运动定律的综合应用
主干梳理•激活思维
知识点一 超重和失重 Ⅰ
1.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
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。
A. t1到t2时间内，钩码处于失重状态，t3到t4时间内，钩码处 于超重状态
B. t1到t2时间内，电梯一定正在向下运动，t3到t4时间内，电 梯可能正在向上运动
C. t1到t4时间内，电梯可能先加速向下，接着匀速向下，再 减速向下
D. t1到t4时间内，电梯可能先加速向上，接着匀速向上，再 减速向上
解析：物体在传送带左端开始运动时受到的摩擦力为Ff＝ μmg，获得的加速度a＝Fmf＝μg＝1 m/s2
当加速到v0时经过的时间t1＝va0＝1 s，经过的位移为x1＝2va02 ＝0.5 m
以后物体随传送带一起向右匀速运动，到达右端用时t2＝ x－v0x1＝2 s，所以物体从左端运动到右端的总时间为t＝t1＋t2＝3 s．选项C正确。
解析：0～t1阶段，电梯处于平衡(静止或匀速)状态；t1～t2 阶段，电梯处于失重(加速下降或减速上升)状态；t2～t3阶段， 电梯处于平衡状态；t3～t4阶段，电梯处于超重(加速上升或减速 下降)状态，故本题只有选项A、C正确。
高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律3牛顿运动定律的综合应用课件
• 2. 应用牛顿运动定律解题的步骤 • (1) 选取研究___对__象___，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．
• (2) 确定研究对象的运动___状_态____，画出物体运动情景的示 意图，并标明物体运动速度与加速度的方向．
• (3) 分析研究对象的___受_力____情况，并画出受力分析示意 图．
• 典题演示4 (2017·南师附中)如图所示，两个质量
都是m的滑块A和B，紧挨着并排放在水平桌面上，A、 B间的接触面垂直于图中纸面且与水平面成α 角，所
有接触面都光滑无摩擦．现用一个水平推力作用于
滑块A上，使A、B一起向右做加速运动．
• (1) 如果要A、B间不发生相对滑动，它们共同向右
的根据牛顿第二定律得下滑过程： mgsin α－μmgcos α＝ma1；上滑过程：mgsin α＋μmgcos α＝ma2； 解得 a1＝gsin α－μgcos α，a2＝gsin α＋μgcos α，由 2a1L＝ 2a2·0.5L，得 μ＝13，所以可求得滑块下滑和上滑过程加速度的大 小 a1、a2.故 A、C 正确．由于 AB 间的距离未知，尽管求出加速 度，但不能求出滑块到达挡板时的时间以及与挡板碰撞的速 度．故 B、D 错误．
典题演示 6 (2016·淮安模拟)如图所示，一个 质量为 M，长为 L 的圆管竖直放置，顶端塞有一 个质量为 m 的弹性小球，M＝4m，球和管间的滑 动摩擦力与最大静摩擦力大小均为 4mg，管下端离 地面高度 H＝5 m．现让管自由下落，运动过程中 管始终保持竖直，落地时向上弹起的速度与落地时 速度大小相等，若管第一次弹起上升过程中，球恰 好没有从管中滑出，不计空气阻力，重力加速度取 g＝10 m/s2.
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第二十九页，共一百零八页。
关 键 能 力 全 突 破
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图(a)
图(b)
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图(c)
30
核 心 素 养
课 后 限 时 集 训
返 首 页
31
A．木板的质量为1 kg
核
B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N
心
素
关
C．0～2 s内，力F的大小保持不变
养
键
能 力
D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
关
养
键 能
乙中的小球，水平方向有F′Tsin α＝ma′，对于题图甲中的小车，来自力课全 突
水平方向有FTsin α＝m0a，因为m0>m，所以a′>a。对小球与车组
后
破
成的整体，由牛顿第二定律得F＝(m0＋m)a，F′＝(m0＋m)a′，所
限 时
集
以F′>F，选项B正确。]
训
返
首
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页
第二十四页，共一百零八页。
关 用隔离法。
养
键
能 力
(2)运用隔离法解题的基本步骤：
课
全
后
突 破
①明确研究对象或过程、状态。
限
时
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 集
训
中隔离出来。
返
首
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5
核
心
素
关
养
键 能
③画出某状态下的受力图或运动过程示意图。
力
课
全
④选用适当的物理规律列方程求解。
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
第3讲牛顿运动定律的综合应用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解析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，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确．答案 D2．2012年9月19日凌晨3时10分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将第14和15颗北斗导航卫星发射升空并送入预定轨道．相关图片如图1所示．则下列说法不正确的是( )．图1A．火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力B．发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小C．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D．发射的两颗卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态解析由作用力与反作用力大小相等，可知A错误；火箭发射初期，因为火箭向上加速运动，故处于超重状态，随着火箭距地越来越远，所受的重力也越来越小，B正确；由作用力与反作用力的关系可知C正确；卫星进入轨道正常运转后，所受的万有引力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，D正确．答案 A3．如图2所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的斜面，现将一个重为4 N的物体放在斜面上，让它自由下滑，那么测力计因4 N物体的存在而增加的读数不可能是( )．图2A．4 N B．2 3 NC．2 N D．3 N解析当斜面光滑时，物体沿斜面下滑时有竖直向下的分加速度a y，处于失重状态，托盘测力计增加的示数为ΔF＝mg－ma y，而a y＝a sin θ，又因mg sin θ＝ma，所以ΔF ＝mg－mg sin2θ＝3 N；当斜面粗糙时，物体有可能匀速下滑，此时托盘测力计增加的示数为ΔF＝mg＝4 N，而当物体沿斜面加速下滑时，托盘测力计增加的示数应满足 3 N≤ΔF≤4 N，所以选C.答案 C4．如图3在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为F N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力( )图3A．小于F N B．等于F NC．等于F N＋F D．大于F N＋F解析：剪断连接球b的细线后，b球会向上加速，造成两球之间的静电力F电增大，剪断前由整体法F N＝Mg＋m a g＋m b g，F电＝m b g＋F.剪断后对箱和a球有F N′＝Mg＋m a g＋F电′＝F N－m b g＋F电′，由于F电′＞F电，所以F N′＞F N＋F，故选D.答案：D5．受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其vt图线如图4所示，则( )．图4A．在0～t1时间内，外力F大小不断增大B．在t1时刻，外力F为零C．在t1～t2时间内，外力F大小可能不断减小D．在t1～t2时间内，外力F大小可能先减小后增大解析0～t1时间内，物体做加速度减小的加速运动，由F1－f＝ma1，a1减小，可知外力不断减小，A错；由图线斜率可知t1时刻的加速度为零，故外力大小等于摩擦力大小，B错；t1～t2时间内，物体做加速度增大的减速运动，若外力方向与物体运动方向相同，由f－F2＝ma2，a2增大，可知外力逐渐减小，若外力方向与物体运动方向相反，由f＋F3＝ma2，a2增大，可知外力逐渐增大，又由于在t1时刻，外力F大小等于摩擦力f的大小，所以F可能先与物体运动方向相同，大小逐渐减小，减小到0后再反向逐渐增大，故C、D对．答案CD6．物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是(图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度)( )．解析由F＝ma可知加速度a与合外力F同向，且大小成正比，故Ft图象与at图线变化趋势应一致，故选项A、B均错误；当速度与加速度a同向时，物体做加速运动，加速度a是定值时，物体做匀变速直线运动，故选项C正确，D错误．答案 C7．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图5所示，g＝10 m/s2，则可以计算出( )．图5A．物体与水平面间的最大静摩擦力B．F为14 N时物体的速度C．物体与水平面间的动摩擦因数D ．物体的质量解析 由aF 图象可知，拉力在7 N 之前加速度都是0，因此可知最大静摩擦力为7 N ，选项A 正确；再由图象可知，当F ＝7 N 时，加速度为0.5 m/s 2，当F ＝14 N 时，加速度为4 m/s 2，即F 1－μmg ＝ma 1，F 2－μmg ＝ma 2，可求得动摩擦因数及物体的质量，选项C 、D 正确；物体运动为变加速运动，不能算出拉力为14 N 时物体的速度，选项B 错误． 答案 ACD8．如图6所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A 的质量为M ，水平面光滑．当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时，物体A 的加速度为a 1，当在绳的B 端施以F ＝mg 的竖直向下的拉力作用时，A 的加速度为a 2，则a 1与a 2的大小关系是( )图6A ．a 1＝a 2B ．a 1>a 2C ．a 1<a 2D ．无法确定解析 当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时，将它们看成整体，由牛顿第二定律：mg ＝(m ＋M )a 1，故a 1＝mgm ＋M .而当在绳的B 端施以F ＝mg 的竖直向下的拉力作用时，mg ＝Ma 2，a 2＝mg M，a 1<a 2.C 正确． 答案 C9．如图7所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v 0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是( )．图7A ．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小B ．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大C ．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大D ．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小解析 对箱子和物体整体受力分析，当物体与箱子上升时，如图甲所示，由牛顿第二定律可知，Mg ＋kv ＝Ma ，则a ＝g ＋kv M，又整体向上做减速运动，v 减小，所以a 减小；再对物体单独受力分析，如图乙所示，因a >g ，所以物体受到箱子上底面向下的弹力F N ，由牛顿第二定律可知mg ＋F N ＝ma ，则F N ＝ma －mg ，而a 减小，则F N 减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小．同理，当箱子和物体下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大．答案 C10．质量为0.3 kg 的物体在水平面上做直线运动，图8中a 、b 直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的v －t 图象，则求：(取g ＝10 m/s 2)图8(1)物体受滑动摩擦力多大？(2)水平拉力多大？解析 (1)由题图知图线a 的加速度为a 1＝－13m/s 2图线b 的加速度为 a 2＝－23m/s 2根据牛顿第二定律得，摩擦力F f ＝ma 2＝－0.2 N ，方向与运动方向相反(2)根据牛顿第二定律得： F ＋F f ＝ma 1＝－0.1 N所以F ＝0.1 N ，方向与运动方向相同．答案 见解析11．如图9所示，倾角为37°，长为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sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：图9(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．解析 (1)传送带顺时针转动时，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，根据牛顿第二定律有mg (sin 37°－μcos 37°)＝ma则a ＝g sin 37°－μg cos 37°＝2 m/s 2，根据l ＝12at 2得t ＝4 s. (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a 1，由牛顿第二定律得 mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 1则有a 1＝mg sin 37°＋μmg cos 37°m＝10 m/s 2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t 1，位移为x 1，则有t 1＝v a 1＝1010 s ＝1 s ，x 1＝12a 1t 21＝5 m<l ＝16 m 当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有mg sin 37°>μmg cos 37°，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a 2，则a 2＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝2 m/s 2 x 2＝l －x 1＝11 m又因为x 2＝vt 2＋12a 2t 22，则有10t 2＋t 22＝11， 解得：t 2＝1 s(t 2＝－11 s 舍去)所以t 总＝t 1＋t 2＝2 s.答案 (1)4 s (2)2 s12．如图10所示，长为L ＝2 m 、质量为M ＝8 kg 的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v 0＝6 m/s 时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m ＝2 kg 的小物块．木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g ＝10 m/s 2.求：图10(1)物块及木板的加速度大小．(2)物块滑离木板时的速度大小．解析 (1)物块的加速度a m ＝μg ＝2 m/s 2，对木板有：μmg ＋μ(M ＋m )g ＝Ma M ，解得a M ＝3 m/s 2.(2)设物块经时间t 从木板滑离，则：L ＝v 0t －12a M t 2－12a m t 2解得t 1＝0.4 s 或t 2＝2 s(因物块已滑离木板，故舍去)滑离木板时物块的速度：v ＝a m t 1＝0.8 m/s.答案 (1)2 m/s 2 3 m/s 2 (2)0.8 m/s。
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第3节 牛顿运动定律的综合应用 新人教版
1．(08786249)(人教版必修 1 P89 图 47－4 改编)如 图所示，在教室里某同学站在体重计上研究超重与失 重．她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．关于她的实验现象，下列说法中正确的是( )
A．只有“起立”过程，才能出现失重现象 B．只有“下蹲”过程，才能出现超重现象 C．“下蹲”的过程，先出现超重现象后出现失重现象 D．“起立”“下蹲”的过程，都能出现超重和失重现象
ka
.
[答案]
mgsin θ (1) k
(2)
2mgsin θ－a ka
处理临界问题的思路 1．能分析出临界状态的存在． 2．要抓住物体处于临界状态时的受力和运动特征，找出临界条 件，这是解决问题的关键． 3．能判断出物体在不满足临界条件时的受力和运动情况． 4．利用牛顿第二定律结合其他规律列方程求解．
得 FN1＝mg＋ma＝50×(10＋1.5) N＝575 N
(2)匀减速上升时，如图(乙)所示． mg－FN2＝ma 得 FN2＝mg－ma＝50×(10－1.5) N＝425 N.
(3)匀加速下降，如图(丙)所示， 有 mg－FN3＝ma 得 FN3＝mg－ma＝50×(10－1.5) N＝425 N
解析： (1)球和挡板分离后，球做加速度减小的加速运动，当 加速度为零时，速度最大，此时球所受合力为零，即 kx＝mgsin θ， 解得 x＝mgskin θ.
(2)设球与挡板分离时位移为 s，经历的时间为 t，从挡板开始运 动到球、板分离的过程中，小球受竖直向下的重力、垂直斜面向上 的支持力 FN、沿斜面向上的挡板的支持力 F1 和弹簧弹力 F.
解析：D [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，故 A、B、C 错误，D 正 确．]
高考物理一轮总复习 必修部分 第3章 牛顿运动定律 第3讲 牛顿运动定律的综合应用课件
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。
1．[2015·贵州五校联考]如图所示，与轻绳相连的物体 A 和 B 跨过定滑轮，质量 mA<mB，A 由静止释 放，不计绳与滑轮间的摩擦，则在 A 向上运动的过程中，轻绳的拉力( )
总结升华
判断超重和失重现象的三个技巧 (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。 (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。
(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。
(2)物体离开手的瞬间，受什么力的作用？ 提示：只受重力作用。
尝试解答 选 D。 手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体 既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项 A 错误；物体从静止到运动，必有 一段加速过程，此过程物体处于超重状态，选项 B 错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体 的加速度等于重力加速度，选项 C 错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化率比物体速 度的变化率大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，故 D 正确。
高三物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 3 牛顿运动定律的综合应用
(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．
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
【答案】 B
考向一 超重与失重现象 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)发生了变化(即“视重”发生变化)． 2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或 失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关．
【解析】 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－ FN＝ma，可知a＝g5，方向竖直向下，D对．
【答案】 D
【名师点睛】 判断超重与失重现象的三个技巧
提示：(1)火箭加速上升阶段，具有向上的加速度，处于超 重状态．
(2)火箭停止工作后上升阶段具有向下的加速度，处于失重 状态．
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
3．外力和内力 (1)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__． (2)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__．
例：如图所示，光滑水平地面上有两块完全相同的木块 A、 B，质量均为 m，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．
(3)善于挖掘、推理间接信息：把图象与具体的题意、情 境结合起来，利用斜率、特殊点、图线线下的面积等的物理 意义，获取从图象中反馈出来的间接信息．这些信息往往是 解题的突破口或关键点．
【针对训练】 3．如图甲所示，将一物块放置在光滑的水平地面上，该 物块在大小均为 F0 的水平向右的力 F1 和水平向左的力 F2 的 共同作用下处于静止状态，现保持 F1 的大小及方向不变，F2 的方向不变，仅使 F2 的大小随时间变化规律如图乙所示．在 F2 变化的这段时间内，下列描述物块运动的 v－t 图象正确的 是(规定水平向右为速度的正方向)( )
A．在 0～t1 时间内，F1 与 F2 的合力小于 F3 B．在 0～t1 时间内，物体处于超重状态 C．在 t1～t2 时间内，F3 大于 mg D．在 t1～t2 时间内，物体处于失重状态
【解析】 C 对于轻质结点 O，质量为零，则合力为零， 可知 F1、F2、F3 三个力的合力为零，故 A 错误．在 0～t1 时 间内，电梯厢向下做匀加速运动，加速度方向向下，物体处 于失重状态，故 B 错误．在 t1～t2 时间内，加速度方向向上， 则物体受到的合力向上，OC 绳的拉力大于 mg，即 F3 大于 mg，故 C 正确，在 t1～t2 时间内，加速度方向向上，物体处 于超重状态，故 D 错误．
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第三节 牛顿运动定律的综合应用课件
解析：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，超重和失重并非物体的重力发生变 化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化， 综合所述，A、B、C均错，D正确．
答案：D
2．下列关于超重和失重的说法正确的是( ) A．游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重状 态 B．跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内处 于超重状态 C．飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返回 地面过程中处于失重状态 D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处于 超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于失重状态
3．超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小 了，完全失重也不是说重力完全消失了．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．
4．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、液体柱不再产生向下的压强等．
A．人向上弹起过程中，人一直处于超重状态 B．人向上弹起过程中，踏板对人的作用力大于人对踏板的 作用力 C．弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力 D．弹簧压缩到最低点时，高跷对地的压力等于人和高跷的 总重力
解析：人向上弹起过程中，先加速向上(处于超重状态)，再 减速向上(处于失重状态)，选项A错误；踏板对人的作用力和人 对踏板的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，选项B错 误；弹簧压缩到最低点时，人的加速度向上，人处于超重状 态，所以高跷对人的作用力大于人的重力，高跷对地的压力大 于人和高跷的总重力，选项C正确，选项D错误．
第三章
牛顿运动定律
第三节 牛顿运动定律的综合应用
2024年高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律专题3牛顿运动定律的综合应用
FB=2+2t(N),则下列说法正确的是( BD )
A.t=1 s时,A、B间的相互作用力为6 N
B.t=1 s时,A的加速度为1 m/s2
C.t=3 s时,A、B间的相互作用力为6 N
D.t=3 s时,A的加速度为0.5 m/s2
力F的方向相同,1~3 s内摩擦力不为0,选项B错误,D正确。
3.(2023江苏盐城期末)如图甲所示,一足够长的质量为m的木板静止在水平
面上,t=0时刻质量也为m的滑块从板的左端以初速度v0水平向右滑行。
0~t1时间内滑块加速度大小为a1,t1~t2时间内滑块加速度大小为a2。滑块与
木板、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且最大静摩擦力等于滑
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
的物体列方程求解的方法。
隔离 出来
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
A.两物体在4 s时改变运动方向
B.在1~3 s时间内两物体间的摩擦力为零
C.6 s时两物体的速度为零
D.B物体所受的摩擦力方向始终与力F的方向相同
)
答案 D
解析 以A、B为整体,由牛顿第二定律知,加速度 a=
A + B
,方向一直向右,
整体一直做加速运动,选项A、C错误;对B分析,摩擦力Ff=mBa,方向始终与
与传送带速度相等,之后做匀速运动,与挡板碰撞后物块向左做匀减速运动
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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
(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．
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．
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．
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
F＝ 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．
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( )
以上各式可求得sin
θ＝
v0＋v1 2t1g
，滑动摩擦力f＝
mv0－v1 2t1
ห้องสมุดไป่ตู้，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．
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( )
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
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．
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 ．
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
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．