高考总复习牛顿运动定律的综合应用

3．完全失重状态不仅仅只限于自由落体运动，只要物体具有竖直 向下的等于g的加速度就处于完全失重状态．例如：不计空气阻力的各 种抛体运动，环绕地球做匀速圆周运动的卫星等，都处于完全失重状 态．
在完全失重的状态下，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.
念 的拉力)大于物体所 的拉力)小于物体所 挂物的拉力)等于
受重力的现象
受重力的现象
零的现象
生 件
产 物体的加速度
条 方向竖直向上
物体的加速度 方向竖直向下
物体的加速 度方向竖直向下， 大小a＝g
列 原
理 式
运 动
F－mg＝ma F＝m(g＋a)
加速上升、减
mg－F＝ma F＝m(g－a)
加速下降、减
A．1∶1
B．1∶2
C．2∶1
D．2∶3
[答案] A
题型一 传送带问题
(对应学生用书P49)
(2011·合肥月考)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F竖直加速提升两物块时(如图乙所
示)，弹簧的伸长量为x2，则x1∶x2等于( )
(对应学生用书P48) 一、超重和失重(Ⅰ) 1．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、失重和完全失重比较
超重现象
失重现象
完全失重
物体对支持物
物体对支持物
物体对支持
概的压力(或对悬挂物 的压力(或对悬挂物 物的压力(或对悬
(3)斜面体(或称为劈形物体、楔形物体)与在斜面体上物体组成的 连接体(系统)的问题．这类问题一般为物体与斜面体的加速度不同，其 中最多的是物体具有加速度，而斜面体静止的情况．解题时，可采用隔 离法，但是相当麻烦，因涉及的力过多．如果问题不涉及物体与斜面体 的相互作用，则采用整体法用牛顿第二定律求解．
ຫໍສະໝຸດ Baidu
mg－F＝ma F＝0
无阻力的抛
二、牛顿运动定律的应用(Ⅱ) 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 从研究方便出发，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 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．
(对应学生用书P48) 要点一 对超重和失重的理解 1.当物体处于超重和失重状态时，物体受到的重力并没有变化．所 谓“超”和“失”，是指视重，“超”和“失”的大小取决于物体的质量和物体 在竖直方向的加速度． 2．物体是处于超重状态还是失重状态，不在于物体向上运动还是 向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是向下．
问题探究 在处理连接体问题时为什么必须注意区分内力和外力？ [提示] 牛顿第二定律公式F＝ma中的“F”指的就是物体(或物体系 统)所受的合外力，因此，在处理连接体问题时，必须注意区别内力和外 力，特别是用整体法处理连接体问题时，切忌把系统内力列入牛顿第二 定律方程中，当然，若用隔离法处理连接体问题，对所隔离的物体，它 所受到的力都属外力，根本不存在内力问题了．
(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，但并不能确定运动物体的速度方向．
(2)当物体出现超重或失重时，物体的加速度不一定沿竖直方向， 但加速度一定有竖直方向的分量．
(2011·烟台测试)下列实例属于超重现象的是( ) A．汽车驶过拱形桥顶端时 B．火箭点火后加速升空时 C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动时 D．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时 [解析] 发生超重现象时，物体的加速度方向竖直向上．汽车驶过 拱形桥顶端时，其向心加速度竖直向下指向圆心，汽车处于失重状态， A错误；火箭点火后加速升空，加速度竖直向上，处于超重状态，B正 确；跳水运动员离开跳板向上运动时，只受重力，运动员处于完全失重 状态，C错误；体操运动员握住单杠在空中不动时，运动员处于平衡状 态，D错误． [答案] B
要点二 整体法和隔离法的选取 1.选取隔离法与整体法的原则 (1)隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度不相同，且需 要求物体之间的作用力，就需要把物体从系统中隔离出来，将内力转化 为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列 方程求解．隔离法是受力分析的基础，应重点掌握． (2)整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度(主要 指大小)，且不需要求物体之间的作用力，就可以把它们看成一个整体 (当成一个质点)来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度 (或其他未知量)．
(3)整体法、隔离法交替运用的原则：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，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”．
2．涉及隔离法与整体法的具体问题 (1) 涉 及 滑 轮 的 问 题 ． 若 要 求 绳 的 拉 力 ， 一 般 都 必 须 采 用 隔 离 法．这类问题中一般都忽略绳、滑轮的重力和摩擦力，且滑轮大小不 计．若绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加速度方向不同，但大小相同， 也可以先整体求a的大小，再隔离求FT. (2)固定在斜面上的连接体问题．这类问题一般多是连接体(系统) 各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、 后隔离的方法．建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则， 或者正交分解力，或者正交分解加速度．