《2013高考物理复习参考课件：3.3牛顿运动定律的综合应用（沪科版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考物理复习参考课件：3.3牛顿运动定律的综合应用（沪科版）（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,1.(2011德州模拟)电梯内的地板上竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上方有一质量为m的物体.当电梯静止时弹簧被压缩了x；当电梯运动时弹簧又被压缩了x.试判断电梯运动的可能情况是（ ） A.以大小为2g的加速度加速上升 B.以大小为2g的加速度减速上升 C.以大小为g的加速度加速上升 D.以大小为2g的加速度减速下降,【解析】选C.物体静止时，kxmg，当电梯运动时，取向上为正方向，由牛顿第二定律得：2kxmgma，可求出：ag，方向竖直向上，因此电梯可能以大小为g的加速度加速上升，也可能以大小为g的加速度减速下降，故A、B、D均错误，C正确.,2.(2011广州模拟)在2009年第11届全运会上
2、，福建女选手郑幸娟以“背越式”成功地跳过了1.95 m的高度，成为全国冠军，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A.下落过程中她处于失重状态 B.起跳以后上升过程她处于超重状态 C.起跳时地面对她的支持力等于她自身的重力 D.起跳时地面对她的支持力大于她对地面的压力,【解析】选A.无论是上升过程还是下落过程，运动员的加速度始终向下，所以她都处于失重状态，A项正确，B项错误；起跳时加速上升,地面对她的支持力大于重力，C项错误.地面对她的支持力与她对地面的压力是一对相互作用力,两力相等,D项错误.,3.从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是（ ） A.物
3、体向下做自由落体运动 B.物体向上运动，加速度向上 C.物体向上运动，加速度向下 D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速度 【解析】选C.刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但由于合外力向下，故加速度方向向下.,4.科学研究发现，在月球表面：没有空气；重力加速度约为地球表面的1/6；没有磁场.若宇航员登上月球后，在空中同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的有（ ） A.氢气球和铅球都处于超重状态 B.氢气球将加速上升，铅球加速下落 C.氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面 D.氢气球和铅球都将下落，且同时落地 【解析】选D.没有空气，说明两球不
4、受浮力，B错.重力加速度约为地球表面的1/6，说明两球要下落且同时落地，由牛顿第二定律知A、C均错,D正确.,5.(2011温州模拟)如图所示,质量m=1 kg的物体沿倾角=37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示(sin37=0.6, cos37=0.8,g=10 m/s2),求:,(1)物体与斜面间的动摩擦因数; (2)比例系数k.,【解析】(1)由题图(b)知当v=0时,a0=4 m/s2,则: mgsin-mgcos=ma0 得: =0.25 (2)当v=5时,a=0,则: m
5、gsin-N-kvcos=0 N=mgcos+kvsin 所以:mg(sin-cos)-kv(sin+cos)=0 k= 0.84 kg/s 答案: (1)0.25 (2)0.84 kg/s,一、对超重、失重问题的理解 1.尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即ay0,物体就会出现超重或失重状态.当ay方向竖直向上时，物体处于超重状态；当ay方向竖直向下时，物体处于失重状态. 2.尽管系统整体没有竖直方向的加速度，但只要系统内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状态.,3.超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了
6、.在发生这些现象时，物体的重力依然存在，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）发生变化. 4.在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.,（1）发生超、失重现象时，并不是物体的重力发生了变化，而是视重发生了变化. （2）物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma.,【例证1】（16分）为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况，甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验：质量m50 kg的甲同学站在体重计上，
7、乙同学记录电梯从地面一楼到顶层的过程中，体重计的示数随时间变化的情况，并作出了如图所示的图象.已知t0时，电梯静止不动，从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层.求：,(1)电梯启动和制动时的加速度大小. (2)该大楼的层高.,【解题指导】解答该题应注意以下两方面： （1）从图象中提炼解题信息：力的大小和作用时间. （2）可以采用运动学公式或v-t图象确定该大楼的层高.,【自主解答】(1)对于启动状态有：F1mgma1 （2分） 得：a12 m/s2 （1分） 对于制动状态有：mgF3ma2 （2分） 得：a22 m/s2. （1分） (2)电梯匀速运动的速度 va1t121 m/s2 m/s （
8、2分） 从图中读得电梯匀速上升的时间t226 s （1分） 电梯运行的总时间t28 s （1分） 电梯运行的v-t图象如图所示， （2分）,所以总位移 s v(t2t) 2(2628) m54 m （2分） 层高h m3 m. （2分） 答案：(1)2 m/s2 2 m/s2 (2)3 m,【变式训练】（2011漳州模拟）在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头（重力不计）固定在一个质量为1 kg的手提包上进入电梯，到达某一楼层后停止.该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中：,为此，该同学在计算机上画出了很多图象，请你根据上表数据和所学知识判断如图所示的图象（设F为手提包受
9、到的拉力，取g=9.8 m/s2）中正确的是（ ）,A. B. C. D.,【解析】选B.由题意可知，电梯在14 s内一直向上运动，位移s一直增大，故错误；前3 s做匀加速直线运动，最后3 s做匀减速直线运动，加速度大小不随时间改变，故错误，正确；由F1-mg=ma1,F1=m(g+a1)=10.2 N，中间8 s内，F2=mg=9.8 N，最后3 s内，F3-mg=ma2,F3=m(g+a2)= 9.4 N，故正确,故B项正确,A、C、D项错误.,二、整体法与隔离法的选取原则 1.隔离法的选取原则:若连接体或关联体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系
10、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. 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,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体(视为质点)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时，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”. 4.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.若绳跨
11、过定滑轮，连接的两物体虽然加速度方向不同，但大小相同.,（2）固定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. （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.当物体具有加速度，而斜面体静止的情况，解题时一般采用隔离法分析.,【例证2】（13分）如图所示，在 光滑的桌面上叠放着一质量为 mA=2.0 kg的薄木板A和质量为mB=3 kg的金属块B.A的长度L=2.0 m.B上有轻线绕过定滑轮与
12、质量为mC=1.0 kg的物块C相连.B与A之间的动摩擦因数=0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力.忽略滑轮质量及与轴间的摩擦.起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B位于A的左端（如图），然后放手，求经过多长时间后B从 A的右端脱离（设 A的右端距滑轮足够远）（取g=10 m/s2）.,【解题指导】由题图可知：（1）B、C应作为一个整体求其加速度；A单独求其加速度.（2）要求“B从 A的右端脱离”，则B与A的相对位移应为L.,【自主解答】以桌面为参考系，令aA表示A的加速度，aB表示B、C的加速度，sA和sB分别表示 t时间内A和B移动的距离，则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得，以B
13、、C为研究对象 mCg-mBg=（mC+mB）aB （3分） 以A为研究对象：mBg=mAaA （2分） 则由sB= aBt2 （2分） sA= aAt2 （2分） sB-sA=L （2分） 由以上各式，代入数值，可得t=4.0 s （2分） 答案：4.0 s,【规律方法】多物体运动问题的处理方法 研究对象涉及到多个物体，考点往往涉及匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、受力分析、摩擦力等多个知识点，综合性较强，考查学生分析、解决力和运动的关系问题.此类试题历来是高考命题的重点和热点，可以有效地考查学生的基础知识和综合能力.解决该类问题的关键是：（1）弄清各个物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该
14、单独分析；（2）分别确定出它们的加速度；（3）寻找物体间的 位移关系，位移关系是联系物体运动的纽带.,【变式训练】 (2011苏州模拟)一物块以一定 的初速度沿斜面向上滑出,利用 速度传感器可以在计算机屏幕上 得到其速度大小随时间的变化关 系图象如图所示,求: (1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2; (2)物块向上滑行的最大距离s; (3)斜面的倾角及物块与斜面间的动摩擦因数.,【解析】(1)由题图得,上滑过程加速度的大小 a1= m/s2=8 m/s2 下滑过程加速度的大小 a2= m/s2=2 m/s2 (2)由题图得物块上滑的最大距离s=S面=1 m (3)由牛顿第二定律得: 上滑过程:mgsin+mgcos=ma1 下滑过程:mgsin-mgcos=ma2 由联立方程组代入数据得:=30 = =0.35 答案:(1)8 m/s2 2 m/s2 (2)1 m (3)30 0.35,【例证3】如图所示，质量为M的木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板.从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中，物块和木板的v-t图象分别如图中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的坐标为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).根据v-t图象，求：,
