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1、基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引 第3讲 超重和失重 牛顿运动 定律的综合应用 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引基础过关 基础过关 知识梳理 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引基础过关 基础自测 1 多选 2018无锡中学月考 2015年7月的喀山游泳世锦赛中 我省名将陈若 琳勇夺女子十米跳台桂冠 她从跳台斜向上跳起 一段时间后完全进入水 中 不计空气阻力 下列说法正确的是 AD A 她在空中上升过程中处于失重状态 B 她在空中下落过程中做自由落体运动 C 她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度 D 入水过程中 水对她的作用力大小等于她对水的
2、作用力大小 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引基础过关 解析 她在空中上升过程中加速度向下 处于失重状态 故A项正确 起 步时产生了一定的初速度 斜向上 所以她在空中下落过程中做的不是 自由落体运动 故B项错误 她即将入水时重力依旧大于阻力 速度还在 增加 所以即将入水时的速度不是整个跳水过程中的最大速度 故C项错 误 由牛顿第三定律可知 入水过程中 水对她的作用力大小等于她对水 的作用力大小 故D项正确 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引基础过关 2 月球上没有空气 若宇航员在月球上将一石块从某高度由静止释放 下列 图像中能正确描述石块运动情况的是 B 基础过关
3、考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引基础过关 解析 由于月球上没有空气 所以石块在下落的过程中仅受重力 根据牛 顿第二定律F ma可知a g 其中g为月球表面的重力加速度 故 石块做匀加速直线运动 而在v t图中图线的斜率表示物体的加速度 故 石块在月球表面自由下落时其v t图线应是过坐标原点的倾斜直线 故B 项正确 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 考点一 超重和失重 考点二 动力学图像问题的应用 考点突破 考点三 动力学观点在连接体中的应用 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 考点一 超重和失重 判断超重和失重的方法 1 不管物体的加速度是不
4、是竖直方向 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 2 尽管不是整体有竖直方向的加速度 但只要物体的一部分具有竖直方 向的分加速度 整体也会出现超重或失重现象 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 例1 2019盐城中学月考 电梯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 以竖直向上为正方向 则电梯 C A 速度在t 1 5 s时最小 B 第1 s内位移等于第3 s内的 C 第1 s内速度变化小于第2 s内的 D 对人的支持力在t 1 5 s时最大 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 解析 0 3 s内加速度方向向下 电
5、梯一直向上做减速运动 则3 s末 速度最小 故A项错误 0 3 s内位移一直增大 则第1 s内位移与第3 s内的 不相等 故B项错误 a t图像与横轴围成的面积表示速度的变化量 根据 图像可知第1 s内速度变化小于第2 s内的 故C项正确 0 3 s内加速度方 向向下 此时人处于失重状态 人对电梯的压力小于人的重力 t 1 5 s时 加速度最大 压力最小 则t 1 5 s时对人的支持力最小 故D项错误 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 考点二 动力学图像问题的应用 1 常见的图像有 v t图像 a t图像 F t图像 F x图像 F a图像等 2 图像间的联系 加速度是
6、联系v t图像与F t图像的桥梁 3 图像的应用 1 已知物体在一运动过程中所受的某个力随时间变化的图像 要求分 析物体的运动情况 2 已知物体在一运动过程中速度 加速度随时间变化的图像 要求分 析物体的受力情况 3 通过图像对物体的受力与运动情况进行分析 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 例2 2018苏锡常镇四市调研 运动员进行跳伞训练 假设运动员在没 有打开降落伞时做自由落体运动 打开伞后所受空气阻力和下落速度成 正比 不计开伞时间 跳伞运动员下落过程的v t图像不可能是 D 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 解析 没有打开降落伞时做自由落
7、体运动 在打开伞瞬间获得速度 v 打开伞后所受空气阻力和下落速度成正比 则f kv 若kv mg 则运动员 接下来做匀速直线运动 故A项正确 若kv mg 则运动员所受合力向上且kv mg ma 运动员做加速度减小的减速直 到匀速运动 故C项正确 D项错误 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 例3 多选 2018锡山中学月考 如图所示 斜面ABC中AB段光滑 BC段 粗糙 一小物块由A点静止释放 沿斜面下滑到C点时速度恰好为零 若 物块运动的速度为v 加速度为a 位移为x 物体所受合外力为F 运动时间 为t 以沿斜面向下为正方向 则下列图像中可能正确的是 AB 基础过关
8、考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 解析 由于AB段光滑 物块在AB段受重力和斜面支持力做加速运 动 物体加速度为a1 g sin 为斜面倾角 BC段粗糙 故物块在 AB段多受一个沿斜面向上的摩擦力 由于一小物块由A点静止释放 沿 斜面下滑到C点时速度恰好为零 可知物体先加速后减速 故可知BC段 加速度方向沿斜面向上 其大小为a2 g sin 故A项正确 B项正确 物体在AB段受重力和斜面支持力做加速运动 其位移为x at 2 可知位移 时间图像应该是开口向上的抛物线 故C项错误 AB和BC段 的受力都是恒定的 故D项错误 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破
9、方法技巧 解决图像问题的策略 1 问题的实质是力与运动的关系 解题的关键在于弄清图线斜率 截 距 交点 拐点 面积的物理意义 2 应用物理规律列出与图像对应的函数方程式 进而明确 图像与公 式 图像与物体 间的关系 以便对有关物理问题作出准确判断 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 考点三 动力学观点在连接体中的应用 多个相互关联的物体由细绳 细杆或弹簧等连接或叠放在一起 构成的 物体系统称为连接体 常见的连接体如图所示 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 例4 2018盐城月考 一辆小车静止在水平地面上 bc是固定在车上的 一根水平杆 物块M穿在杆
10、上 M通过细线悬吊着小物体m m在小车的水 平底板上 小车未动时细线恰好在竖直方向上 现使小车按图中所示分 四次分别以a1 a2 a3 a4向右匀加速运动 四种情况下M m均与小车 保持相对静止 且图1和图2中细线仍处于竖直方向 已知a1 a2 a3 a4 1 2 4 8 M受到的摩擦力大小依次为f1 f2 f3 f4 则下列判断错误 的是 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 A f1 f2 1 2 B f1 f2 2 3 C f3 f4 1 2 D tan 2 tan 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 答案 B 题图1 2中M在水平方向只受摩擦力
11、作用 根据牛顿第二定 律f1 Ma1 f2 Ma2 所以f1 f2 1 2 故A项正确 B项错误 对3 4两图 以M m整体为研究对象 受力分析如图所示 f3 M m a3 f4 M m a4 可 得f3 f4 1 2 故C项正确 以m为研究对象 根据牛顿第二定律可得 mg tan ma3 mg tan ma4 联立可得tan 2 tan 故D项正确 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 方法技巧 连接体问题的分析方法 一是隔离法 二是整体法 具体如下 1 加速度相同的连接体 若求解整体的加速度 可用整体法 整个系统看成一个研究对象 分 析整体受外力情况 再由牛顿第二定律求
12、出加速度 若求解系统内力 可先用整体法求出整体的加速度 再用隔离法将内 力转化成外力 由牛顿第二定律求解 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引考点突破 2 加速度不同的连接体 若系统内各个物体的加速度不同 一般应采用 隔离法 以各个物体分别作为研究对象 对每个研究对象进行受力和运 动情况分析 分别应用牛顿第二定律建立方程 并注意应用各个物体的 相互作用关系联立求解 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引加油小站 连接体中力的 分配协议 如图所示 一起做加速运动的物体系统 若外力F作用于质量为m1的 物体上 则质量为m1和m2的物体的相互作用力F12 若作用于质量 为m2的
13、物体上 则F12 此 协议 与有无摩擦无关 若有摩擦 两物体与接触面的动摩擦因数必须相同 与两物体间有无连接物 何 加油小站 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引加油小站 种连接物 轻绳 轻杆 轻弹簧 无关 而且物体系统处于平面 斜面 竖直方向此 协议 都成立 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引加油小站 例5 如图所示 A B两物体之间用轻质弹簧连接 用水平恒力F拉A 使 A B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动 这时弹簧长度为L1 若将A B置于粗糙水平面上 用相同的水平恒力F拉A 使A B一起做匀加速直 线运动 此时弹簧长度为L2 若A B与粗糙水平面之间的动摩擦因
14、数相 同 则下列关系式正确的是 A A L2 L1 B L2L1 D 由于A B质量关系未知 故无法确定L1 L2的大小关系 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引加油小站 解析 水平面光滑时 用水平恒力F拉A时 由牛顿第二定律得 对整 体有F mA mB a 对B有F1 mBa 水平面粗糙时 对整体有F mA mB g mA mB a 对B有F2 mBg mBa 解以上两式得F2 可知F1 F2 故L1 L2 A项正确 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引加油小站 例6 a b两物体的质量分别为m1 m2 由轻质弹簧相连 当用恒力F竖 直向上拉着a 使a b一起向上做匀
15、加速直线运动时 弹簧伸长量为x1 当 用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a 使a b一起沿光滑水平桌面做 匀加速直线运动时 弹簧伸长量为x2 如图所示 则 A A x1一定等于x2 B x1一定大于x2 C 若m1 m2 则x1 x2 D 若m1 m2 则x1a2 上滑和下滑运动方向相反 故C项正确 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引随堂巩固 2 多选 2017南京 盐城联考 质量分别为M和m的物块形状大小均相 同 将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接 如图甲所示 绳子平行于倾角 为 的斜面 M恰好能静止在斜面上 不考虑M m与斜面之间的摩擦 若互换两物块位置 按图乙放置 然后释放M
16、斜面仍保持静止 则下列 说法正确的是 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引随堂巩固 A 轻绳的拉力等于Mg B 轻绳的拉力等于mg C M运动的加速度大小为 1 sin g D M运动的加速度大小为 g 答案 BC 互换位置前 M静止在斜面上 则有Mg sin mg 互换位置 后 对M有Mg FT Ma 对m有FT mg sin ma 又FT FT 解得a 1 sin g FT mg 故A D项错 B C项对 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引随堂巩固 3 2017涟水中学检测 如图甲所示 静止在水平地面上的物块受到水平 拉力F的作用 F与时间t的关系如图乙所示 设物块与地面之间的最大静 摩擦力fm大小与滑动摩擦力大小相等 则 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引随堂巩固 A 0 t1时间内物块所受摩擦力不变 B t1 t2时间内物块做加速度减小的加速运动 C t2时刻物块的速度最大 D t2 t3时间内物块速度不断增大 基础过关 考点突破 加油小站 随堂巩固 栏目索引随堂巩固 答案 D 在0 t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力 物块保持不动 摩
