《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课件3.3牛顿运动定律的应用一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《导与练2015年高考物理（浙江专用）一轮课件3.3牛顿运动定律的应用一（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 3 课时 牛顿运动定律的应用一 ( 超重、失重、动力学图象 ) 考纲展示 复习目标 1. 牛顿运动定律的应用 .( ) 2. 超重和失重 .( ) 1. 知道超重和失重现象的原因 , 并能在相关问题 中识别和直接应用 2. 能识别动力学图象 , 正确利用图象信息分析 物体的受力和运动情况 , 并借助图象分析求解问题 基础预习通关 要点探究冲关 随堂自测过关 超重、失重与完全失重 分类 受力特征 运动特征 ( 产生 条件 ) 超重 物体对支持物的压力 ( 或对悬挂物的拉力 ) 大于 物体所受的重力 物体具有 向上 的加速度 失重 物体对支持物的压力 ( 或对悬挂物的拉力 ) 小于 物体所受的
2、重力 物体具有 向下 的加速度 完全失重 物体对支持物的压力 ( 或对悬挂物的拉力 ) 等于 零 物体的加速度为重力加速度 基础预习通关 自主梳理思考探究 思考探究 : 处于超重和失重状态的物体 , 其重力是否发生变化 ? 物体速度向上一定处于超重状态吗 ? 答案 : 发生超重和失重时 , 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化 , 但地球对它的吸引力并没改变 ,故重力并不会变化 . 速度向上的物体 , 可能处于匀速、加速、减速等状态 , 其加速度可能为零 , 也可能向上 , 也可能向下 , 故不一定处于超重状态 . 要点一 对超重和失重的理解 见附表 要点探究 冲关 自我解答 合作探究
3、 【例 1 】 如图所示 ,A 、 B 两物体叠放在一起 , 以相同的初速度上抛 ( 不计空气阻力 ). 下列说法中正确的是 ( ) A. 在上升和下降过程中 A 对 B 的压力一定为零 B. 上升过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 C. 下降过程中 A 对 B 的压力大于 A 物体受到的重力 D. 在上升和下降过程中 A 对 B 的压 力等于 A 物体受到的重力 思路探究 : (1)A 、 B 两物体在空中运动时 , 由于不计空气阻力 , 则它们共同的加速度是多少 ? 答 : A 、 B 两物体在空中运动的加速度都是重力加速度 ,即 a=g. (2) 由牛顿第二定律思考 ,A
4、 、 B 两物体所受的合外力和各自的重力有什么关系 ?A 、 B 两物体间存在弹力吗 ? 答 : A 、 B 两物体所受的合外力就是各自的重力 ,所以 A 、 B 两物体间不存在弹力 . 解析 : A 、 B 两物体在上升、下降过程中 , 加速度均为 g, 处于完全失重状态 , 所以 A 与 B 间的作用力为零 , 选项 A 正确 , 选项 B 、 C 、 D 错误 . 答案 : A 针对训练 1 1:(2013 崧厦中学月考 ) 虞北海边的沙滩很松软 ,人在沙滩上行走时容易下陷 , 在人下陷时 ( ) A. 人对沙滩的压力等于他受的重力 B. 人对沙滩的压力大于他受的重力 C. 人对沙滩的压
5、力大于沙滩对他的支持力 D. 人对沙滩的压力等于沙滩对他的支持力 解析 : 人受重力 G 和沙滩对他的支持力 F, 在人下陷时 , 人的加速度方向向下 , 根据牛顿第二定律得 G - F=所以 FG. 设人对沙滩的压力大小为 F, 根据牛顿第三定律得 F =F , 所以人对沙滩的压力小于他受的重力 , 选项 A 、 B 错 ; 人对沙滩的压力等于沙滩对他的支持力 , 选项 C 错 ,D 对 . 答案 : D 要点二 动力学图象问题 1. 三种图象 : v t 图象、 a t 图象、 F t 图象 . 2. 图象间联系 : 加速度是联系 v t 图象与 F t 图象的桥梁 . 3. 三种应用 :
6、 (1 ) 已知物体的运动图象 , 通过加速度分析物体的受力情况 ; (2) 已知物体受力图象 , 分析物体的运动情况 ; (3) 通过图象对物体的受力与运动情况进行分析 . 4. 解题策略 (1) 弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义 . (2) 应用物理规律列出与图象对应的函数方程式 . 【例 2 】 (2 0 12 年北京卷改编 ) 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯 , 行程超过百米 . 电梯的简化模型 如图 ( 甲 ) 所示 . 考虑安全、舒适、省时等因素 , 电梯的加速度 a 随时间 t 变化的关系如图 ( 乙 ) 所示 , 已知电梯在 t=0 时由静止开始上升 , 电梯总质量
7、m=2 . 0 103忽略一切阻力 , 重力加速度 g 取 10 m/ (1) 求电梯在上升过程中受到的最大拉力 F 1 和最小拉力 F 2 ; (2) 类比是一种常用的研究方法 . 对于直线运动 , 教科书中讲解了由 v t 图象求位移的方法 . 请你借鉴此方法 , 对比加速度和速度的定义 , 根据图 ( 乙 ) 所示 a t 图象 , 求电梯在第 1 s 内的速度改变量 v 1和第 2 s 末的速率 v 2 . 思路引导 : 思考 1: 联系超重、失重的规律 , 电梯受到的最大拉力出现在什么情况下 ? 电梯受到的最小拉力又出现在什么情况下 ? 用什么规律可求出这两个值 . 解答 : 当电梯
8、具有竖直向上的最大加速度 a 1 =1.0 m/ 电梯受到的拉力最大 ; 当电梯具有竖直向下的最大加速度 a 2 = m/ 电梯受到的拉力最小 ; 利用牛顿第二定律列方程可求出最大拉力 F 1 和最小拉力 F 2 . 思考 2: 加速度的定义式是怎样的 ?a t 图象中“面积”的物理意义是什么 ? 利用这个“面积”可求得什么物理量 ? 解答 : 加速度的定义式为 a=, 得出 v=a t,类比 v t 图象中“面积”表示位移的规律 , 可知a t 图象中“面积”表示速度的改变量 , 利用 a 积”可以求某段时间内的速度改变量 ,还可求某时刻的瞬时速度 . 解析 : (1) 电梯向上做匀加速运动
9、时拉力最大 . 由牛顿第二定律得 F 1 - 所以 F 1 = =2. 0 103 (10 + N = 104N 电梯向上做匀减速运动时拉力最小 , 由牛顿第二定律得 F 2 = 故 F 2 = = 103 (10 - N= 104N . (2) 第 1 s 内速度改变量 v 1 为 a t 图象中所围的“面积” v 1 =21 1 m /s= m/ s v 2 = v 2 = m/s=1.5 m/s. 答案 : (1) 104N 104N (2)0.5 m/s 1.5 m/s 针对训练 2 1:(2013 黄山七校联考 ) 甲、乙、丙、丁四个物体的运动情况或所受合外力的情况如图所示 , 四幅
10、图的图线都是直线 , 下列有关说法中正确的是 ( ) A. 甲物体受到不为零、且恒定的合外力 B. 乙物体受到的合外力越来越大 C. 丙物体受到的合外力为零 D. 丁物体的加速度越来越大 解析 : 甲物体做匀速直线运动 , 所受合外力为零 ,故选项 A 错误 . 乙物体做匀加速直线运动 , 加速度恒定 , 受到的合外力恒定 , 故选项 B 错误 . 丙物体的加速度恒定 , 则受到的合外力恒定 , 且不为零 , 故选项 C 错误 . 丁物体受到的合外力 F 越来越大 , 则加速度越来越大 , 故选项 D 正确 . 答案 : D 1.( 20 13 嘉兴市测试 ) 2 011 年 11 月 1 日
11、 , “神舟八号”载人飞船成功发射 , 实现与“天宫一号”的对接 . 假设近地加速时 , 飞船以 5g 的加速度匀加速竖直上升 ,g 为近地的重力加速度 . 则质量为 m 的宇航员对飞船底部的压力为 ( A ) 解析 : 根据牛顿第二定律可得 F - 所以飞船底部对宇航员的支持力为 F=6 m g, 根据牛顿第三定律 , 则宇航员对飞船底部的压力F=F=6所以选项 A 对 . 随堂自测过关 学后即练当堂巩固 2.(20 13 城南中学月考 ) 物体在与其初速度 v 0 始终共线的合外力 F 的作用下运动 . 取 v 0 方向为正时 , 合外力 F 随时间 t 的变化情况如图所示 , 则 0 t
12、 1这段时间内 ( C ) A. 物体的加速度先减小后增大 , 速度也是先减小后增大 B. 物体的加速度先增大后减小 , 速度也是先增大后减小 C. 物体的加速度先减小后增大 , 速度一直在增大 D. 物体的加速度先减小后增大 , 速度一直在减小 解析 : 由题中图象可看出 , 合外力 F 的方向始终与 v 0 的方向相同 , 即加速度方向与初速度方向相同 , 由于 F 的大小先减小后增加 , 则由牛顿第二定律得 , 加速度也是先减小后增加 , 但方向与速度方向一致 , 所以物体的速度一直在增加 , 故只有选项 C 正确 ,A 、 B 、 D 均错误 . 3.( 20 13 安徽联考 ) 如图
13、所示 , 质量为1 滑块在恒定外力 F =5 N 作用下运动 , 其初速度为 v 0 =22 m/ s, 该滑块与平面间的动摩擦因数为 则该滑块所受摩擦力 F f 随时间 t 变化的图象正确的是 ( 取初速度方向为正方向 , g=1 0 m/ B ) 解析 : 滑块在外力 F 和与其运动方向相反的滑动摩擦力作用下做匀减速运动 , 速度减为零后保持静止 . 滑动摩擦力大小 F f = 6 N,根据牛顿第二定律 , - F - F f =得 a= - 11 m/运动时间 t=2 s,2 s 后滑块静止 , 滑块处于平衡状态 , 摩擦力大小等于拉力大小 , 方向与拉力反向 , 故选项 B 正确 . 点击进入课后训练
