《（全国版）2019版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第11课时牛顿运动定律的综合应用（一）学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国版）2019版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第11课时牛顿运动定律的综合应用（一）学案（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 1111 课时课时 牛顿运动定律牛顿运动定律的综合应用的综合应用(1)(1)考点 1 对牛顿第二定律的理解1内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2表达式：Fma。3适用范围(1)只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理微观粒子高速运动问题。4牛顿第二定律的六个特性因果性只要物体所受合力不为 0(无论合力多么小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因矢量性Fma是一矢量式，任一瞬时，物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同瞬时性物体所受外力的瞬时
2、变化会导致加速度的瞬时变化，加速度的变化不需要时间的积累，加速度和力同时存在，同时变化，同时消失同体性F、m、a三者必须对应同一个物体或系统独立性当物体同时受到几个力的作用时，各力将独立地产生各自的加速度，物体表现出来的实际加速度是各力产生的加速度的矢量和相对性物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的。对加速运动的参考系不适用5区分加速度的定义式与决定式2a是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定v t义物理量的方法；a 是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。F m1(多选)下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的
3、理解正确的是( )A由Fma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B由m 可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比F aC由a 可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比F mD由m 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出F a答案 CD解析 牛顿第二定律的表达式Fma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量。但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由与它相互作用的其他物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关。故排除 A、B，选C、D。2(2017莆田模拟)一质点受多个力的作用，处于静
4、止状态。现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中，其他力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是( )Aa和v都始终增大Ba和v都先增大后减小Ca先增大后减小，v始终增大Da和v都先减小后增大答案 C解析 质点受多个力的作用，处于静止状态，则多个力的合力为零，其中任意一个力与剩余所有力的合力大小相等、方向相反，使其中一个力的大小逐渐减小到零再恢复到原来大小的过程中，则所有力的合力先变大后变小，但合力的方向不变，根据牛顿第二定律知，a先增大后减小，v始终增大，C 正确。3五个质量相等的物体置于光滑水平面上，如图所示，现向右施加大小为F、方向水平向
5、右的恒力，则第 2 个物体对第 3 个物体的作用力等于( )A.F B.F C.F D.F1 52 53 54 5答案 C解析 设每个物体的质量为m，对五个物体整体由牛顿第二定律得F5ma，对33、4、5 三个物体由牛顿第二定律得F233ma，解以上两式得F23F，C 正确。3 5考点 2 牛顿第二定律的瞬时性问题1牛顿第二定律Fma，其核心是物体的加速度和合外力的瞬时对应关系，两者总是同时产生、同时消失。2两种基本模型(1)刚性绳(或接触面)不发生明显形变就能产生弹力，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。(2)弹簧(或橡皮绳)两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，
6、特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变。例 1 如图所示，物块 1、2 间用刚性轻质杆连接，物块 3、4 间用轻质弹簧相连，物块 1、3 质量为m,2、4 质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块 1、2、3、4 的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4，重力加速度大小为g，则有( )Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g，a30，a4gmM MDa1g，a2g，a30，a4gmM MmM M解析 在抽出木板的瞬间，物块 1、2 与刚性轻杆接触处的形变立即消失
7、，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1a2g；而物块 3、4 间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对 3 向上的弹力大小和对物块 4 向下的弹力大小仍为mg，因此物块 3满足mgF，a30；由牛顿第二定律得物块 4 满足a4g，所以 C 正确。FMg MMm M答案 C4(1)刚性轻质杆形变微小，力能突变。(2)轻弹簧受力后形变较大，弹簧不能突变。(3)解题一般步骤1(多选)如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球质量相同且均处于平衡状态，细线和弹簧与竖直方向的夹角均为。如果突然把两水平细线剪断，则剪断瞬间( )A图甲中小球的加速度大小为gsin，方向水平向右B图乙中小球的加
8、速度大小为gtan，方向水平向右C图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为 1cos2D图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为 cos21答案 BD解析 设两球质量均为m，对小球A进行受力分析，如图 a 所示，剪断水平细线后，小球A将沿圆弧摆下，故剪断水平细线瞬间，小球A的加速度a1的方向沿圆周的切线方向向下，即垂直倾斜细线向下。则FT1mgcos，F1mgsinma1，所以a1gsin，方向垂直倾斜细线向下，A 错误；对小球B进行受力分析，水平细线剪断瞬间，小球B所受重力mg和弹簧弹力FT2不变，小球B的加速度a2的方向水平向右，如图 b 所示，则FT25，F2mgtanma2，所以a2gta
9、n，方向水平向右，B 正确；图甲中倾斜细线与mg cos图乙中弹簧的拉力之比为FT1FT2cos21，C 错误，D 正确。2. (2015海南高考)(多选)如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为l1和 l2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间( )Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l2答案 AC解析 设物块的质量为m，剪断细绳的瞬间，绳子的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细绳的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1
10、；剪断前对bc和弹簧组成的整体分析可知T12mg，故a受到的合力FmgT1mg2mg3mg，故加速度a1 3g，A 正F m确，B 错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2mg，根据胡克定律Fkx可得l12l2，C 正确，D 错误。6考点 3 力学单位制1基本单位选定的几个基本物理量(力学中选长度、质量、时间)的单位。2导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。3单位制由基本单位和导出单位一起组成单位制。4国际单位制1960 年第 11 届国际计量大会制定的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI。5国际单位制中七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单
11、位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K物质的量n摩尔mol发光强度IV坎德拉cd1(多选)下列有关单位制的说法中，正确的是( )A在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位制，不能采用其他单位B力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、时间、质量C力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒D单位制中的导出单位可以用基本单位表示答案 BCD解析 在国际单位制中共有七个物理量的单位被作为基本单位，其中力学部分有长度的单位 m、质量的单位 kg、时间的单位 s。而其余物理量的单位都是在这些基本物理量的基础上用公式推导得出的，即其他物理量的单位(导出单
12、位)可由基本单位来表达。国际单位制只是诸多单位制中的一种，在实际生活中还存在其他的单位制。2在解一道文字计算题时(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x(t1t2)，F 2m用单位制的方法检查，这个结果( )A可能是正确的B一定是错误的7C如果用国际单位制，结果可能正确D用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确答案 B解析 由x(t1t2)可知，(t1t2)的单位为：sm/s，m/sF 2mF 2mN kgkgm/s2s kg为速度的单位，而位移x的单位为 m，所以结果一定错误。故选 B。3(2015安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其
13、间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为Fk，式中k为静电力常量。q1q2 r2若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为( )AkgA2m3 BkgA2m3s4Ckgm2C2 DNm2A2答案 B解析 由公式Fk得，k，故k的单位为，又由公式qIt得 1 q1q2 r2Fr2 q1q2Nm2 C2C1 As，由Fma可知 1 N1 kgms2，故 1 1 kgA2m3s4，B 正Nm2 C2确。考点 4 超重和失重1实重与视重实重：物体实际所受的重力。物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化。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” ，大小等于弹簧
14、测力计所受的拉力或台秤所受的压力。超重与失重不是重力本身变了，而是“视重”变化了。2超重、失重特点总结8例 2 (2015江苏高考)(多选)一人乘电梯上楼，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a的正方向，则人对地板的压力( )At2 s 时最大 Bt2 s 时最小9Ct8.5 s 时最大 Dt8.5 s 时最小解析 由图线可知，04 s 加速度竖直向上，处于超重状态；710 s 加速度竖直向下，处于失重状态。人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma。当t2 s 时FN最大；当t8.5 s时FN最小，
15、A、D 正确。答案 AD(1)若加速度方向向上(包括斜向上)，物体处于超重状态；若加速度方向向下(包括斜向下)，物体处于失重状态。 “超重” “失重”现象与物体的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向。(2)若系统中某一部分有向上或向下的加速度，则系统整体也处于超重或失重状态。(3)当物体处于完全失重状态时，由重力引起的一切现象都会消失(如天平失效、液体不再产生压强和浮力、单摆停摆等)。1. 放在电梯地板上的一个木箱，被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态，如图所示，后发现木箱突然被弹簧拉动，据此可判断出电梯的运动情况是( )A匀速上升 B加速上升C减速上升 D减速下降答案 C解析 木箱突然被拉动，表明木箱所受最大静摩擦力变小了，也表明木箱与地板之间的弹力变小了，重力大于弹力，合力向下，处于失重状态，C 正确。2(多选)高跷运动是一项新型运动，图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后，人就向上弹起，进而带动高跷跳跃，如图乙。则下列说法正确的是 ( )10A弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力大于人的重力B弹簧压缩到最低点时，高跷对人的作用力等于人的重力C弹簧压缩到最低点时，人处于超重状态D弹簧压缩到最低点时，人处于失
