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1、（讲练测）2017年高考物理一轮复习专题12牛顿运动定律的综合应用（讲）（含解析）第三章 牛顿运动定律1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理2高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系3本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较
2、高.1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题.2.学会分析临界与极值问题.3.会进行动力学多过程问题的分析1超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况(2)产生条件：物体具有向上的加速度2失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况(2)产生条件：物体具有向下的加速度3完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象(2)产生条件：物体的加速度ag，方向竖直向下考点一超重与失重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
3、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3尽管物体的加速度不是在竖直方向，但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4物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma.重点归纳1物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.加速度超重、失重视重Fa0不超重、不失重Fmga的方向竖直向上超重Fm(ga)a的方向竖直向下失重Fm(ga)ag，竖直
4、向下完全失重F0特别提醒:不论是超重、失重、完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变2.超重和失重现象的判断“三”技巧（1）从受力的角度判断，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物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重典型案例质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则： （
5、）A、升降机的加速度方向竖直向上B、台秤示数减少maC、升降机一定向上运动D、升降机一定做加速运动【答案】B【解析】试题分析：若物体处于失重状态，则加速度向下，故升降机可能是向上的减速、也可能是向下的加速，ACD错。【名师点睛】判断物体超重与失重的方法：(1)从受力的角度判断：超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力(2)从加速度的角度判断：当物体的加速度方向向上(或加速度有竖直向上的分量)时，处于超重状态根据牛顿第二定律有：FNmgma，此时FNmg，即处于超重状态当物体的加速度方向向下(或加速度有竖直向下的分量)时，处于失重状态根据牛顿第二定
6、律有：mgFNma，此时FNmg，即处于失重状态注意：(1)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关(2)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化针对练习1（多选）原来做匀速运动的升降机内有一被伸长弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方由此可判断，此时升降机的运动可能是： （ ）A加速上升 B减速上升 C加速下降 D减速下降【答案】BC【名师点睛】本题考查了超重和失重，关键是掌握：超重时具有向上加速度，失重时具有向下加速度针对练习2（多选）下列有关超重与失重的说法正确的是： （ ）A体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于
7、失重状态B蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D不论是超重、失重或完全失重，物体所受的重力并没有发生改变【答案】BD【名师点睛】掌握了超重或失重的概念和特点是解决这类题目的关键，记住加速度向上超重，加速度向下失重当物体的加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当当物体的加速度竖直向下时，物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力时物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力时物体处于超重状态。考点二动力学中的临界极值问题分析1当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应
8、的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键2临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态；(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点；(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度重点归纳动力学中的典
9、型临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN0.(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松驰的临界条件是：FT0.(4)加速度变化时，速度达到最大的临界条件：当加速度变化为a0时典型案例如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落。若以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v
10、随时间t变化的图像如图乙所示。其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，则关于A、B、C三点对应的x坐标以及加速度大小，下列说法正确的是： （ ）A、 B、C、 D、【答案】B【名师点睛】OA过程是自由落体，A的坐标就是自由下落的高度，此时的加速度也就是自由落体加速度；B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为零，加速度也就为零，可还以计算出弹簧的形变量；C点时速度减为零，弹簧被压缩到最低点，弹簧的弹力最大，可以分析物体的加速度针对练习1用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑顶上，如图甲所示，设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为，线的张力为
11、T，则T随2变化的图象是图乙中的： （ ）【答案】C【名师点睛】受力分析和正交分解结合，当小球的角速度达到一定值时，小球就会飘起了，做好受力分析图针对练习2如图1所示，一个质量为M2 kg的小木板放在光滑的水平地面上，在木板上放着一个质量为m1 kg的小物体，它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着静止在木板上，这时弹簧的弹力为2 N。现沿水平向左的方向对小木板施以作用力，使木板由静止开始运动起来，运动中力F由0逐渐增加到9 N，以下说法正确的是： （ ）A物体与小木板先保持相对静止一会，后相对滑动B物体受到的摩擦力一直减小C当力F增大到6 N时，物体不受摩擦力作用D小木板受到9N的拉力时，物体受到
12、的摩擦力为3N【答案】C【解析】 A、当弹簧的弹力是2N向右时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2N若要使物体相对于木板向左滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2N，方向向右，即可物体受到的合力至少向右的4N的力，物体的加速度：，同时，物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，为最小拉力则：，即只有在拉力大于12N时，物体才能相对于木板滑动，所以在拉力小于9N时，物体绳子相对于木板静止故A错误；B、C、若物体与木板之间的摩擦力恰好为0，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速【名师点睛】该题结合物体受到的摩擦力等于0的临界
13、条件与物体恰好要相对于木板滑动的临界条件考查牛顿第二定律的应用，解题的关键就是能够正确分析物体的受力，找出对应的临界条件考点三动力学中的图象问题物理公式与物理图象的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点1常见的图象有：vt图象，at图象，Ft图象，Fa图象等2图象间的联系：加速度是联系vt图象与Ft图象的桥梁3图象的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析重点归纳分析图象问题解题策略(1)弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义(
14、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5分析图象问题时常见的误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位(2)不注意坐标原点是否从零开始(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析典型案例（多选）如图甲所示，光滑的水平地面上放有一质量为M、长为的木板。从时刻开始，质量为的物块以初速度从左侧滑上木板，同时在木板上施以水平向右的恒力，已知开始运动后内两物体的图线如图乙所示，物块可视为质点，下列说法正确的是： （ ）A、木板的质量B、物块与木板间的动摩擦因数为C、时，木板的加速度为D、时，木板的速度为【答案】BD说明物体未脱离木板，当两者达到共同速度后，假设两者相对静止一起加速，由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，对物体由牛顿第二定律可得：，所以物体相对木板还是要相对滑动，对木板由牛顿第二定律可得：，代入数据解得：，时，木板的速度为，故AC错误，BD正确。【名师点睛】本题考查图象的应用；图象题是高考的热点问题，关键从图象中获取信息，能够通过图象得出物体的运动规律。针对练习1（多
