高二物理《牛顿运动定律的综合应用》.ppt

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1、3、牛顿运动定律的综合应用,1.游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述错误的是()A.当升降机加速上升时，游客是处在超重状态B.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C.当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D.当升降机加速下降时，游客是处在超重状态,回顾一 超重和失重,1.游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述错误的是()A.当升降机加速上升时，游客是处在超重状态B.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C.当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D.当升降机加速下降时，游客是处在超重状态,回顾一 超重和失重,2.

2、重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),2.重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,2.重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,加速上升或减速下降,2.重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由

3、此可知，该物体处于_状态，电梯做_运动，其加速度大小等于_m/s2。(g取10 m/s2),超重,加速上升或减速下降,3,3.当连接体内(即系统内)各物体具有相同的_时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为_考虑，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_列方程求解的方法，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,3.当连接体内(即系统内)各物体具有相同的_时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为_考虑，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_列方程求解的方法，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,加速度,3.当连接体内(即系统内)各物体具有相同的_时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为_考虑，分

4、析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_列方程求解的方法，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,加速度,整体,3.当连接体内(即系统内)各物体具有相同的_时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为_考虑，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对_列方程求解的方法，叫整体法。,回顾二 整体法和隔离法,加速度,整体,整体,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系统时，若要求出连接体内物体间的_力，则应把某个物体或某几个物体从系统中_出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法，叫隔离法。,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系统时，若要求出连接体内物体间的_力，则应把某个

5、物体或某几个物体从系统中_出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法，叫隔离法。,相互作用,4.当研究对象涉及由多个物体组成的系统时，若要求出连接体内物体间的_力，则应把某个物体或某几个物体从系统中_出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法，叫隔离法。,相互作用,隔离,对超重和失重的理解,考点一,【知识必备】,1.超重、失重和完全失重的比较,2.对超重、失重的理解,(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

6、向竖直向下时，物体处于失重状态。,(2)尽管整体没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。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。名师点睛(1)发生超、失重现象时，物体的重力不变，只是物体的视重发生了变化。(2)物体的超、失重多少由物体的质量和竖直方向的加速度共同

7、决定，其大小为ma。,【典例】,例1升降机内，一个小球系于弹簧下端，如图所示，当静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动中，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况可能是()A.以1m/s2的加速度加速下降B.以1m/s2的加速度加速上升C.以4.9m/s2的加速度加速下降D.以4.9m/s2的加速度加速上升,【典例】,例1升降机内，一个小球系于弹簧下端，如图所示，当静止时，弹簧伸长4cm，升降机运动中，弹簧伸长2cm，则升降机运动情况可能是()A.以1m/s2的加速度加速下降B.以1m/s2的加速度加速上升C.以4.9m/s2的加速度加速下降D.以4.9m/s2的加速度加速上升,【练习】,1.在探究超重和

8、失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可能正确的是(),【练习】,1.在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可能正确的是(),2.在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是(),A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支

9、持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下,A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下,1.隔离法的选取原则,【知识必备】,整体法、隔离法的应用,考点二,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，就需要把物体从系统中隔离出来，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)。

10、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

11、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。,【典例】,例2如图所示，质量为80kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动，现观察到物体在磅秤上读数为1000N。已知斜面倾角=30，小车与磅秤的总质量为20kg。(g=10m/s2)(1)拉力F为多少?(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少?,解析：(1)选物体为研究对象，受力分析如图甲所示。将加速度a沿水平和竖直方向分解，则有：FN1mg=masin解得a=5m/s2取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象，受

12、力分析如图乙所示。,3.有一根绳子下端系着两个质量不同的小球，上面小球比下面小球质量大。当手提着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动时(空气阻力不计)，图中所描绘的四种情况中正确的是(),【练习】,3.有一根绳子下端系着两个质量不同的小球，上面小球比下面小球质量大。当手提着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动时(空气阻力不计)，图中所描绘的四种情况中正确的是(),【练习】,4.物体M、m紧靠着置于动摩擦因数为、倾角为的斜面上，如图所示。现施加一个水平力F作用于M，使M、m共同向上做加速运动，求它们间作用力的大小。,解析：将两者视为一个整体，受力分析如图甲，建立坐标系如图所示，由牛顿第二定律得：,【

13、知识必备】,动力学中的临界问题,考点三,1.临界问题,在一种运动形式(或某种物理过程和物理状态)变化的过程中，存在着分界的现象。这是从量变到质变的规律在物理学中的生动表现，这种界限通常以临界值和临界状态的形式出现在不同的物理情景中。利用临界值和临界状态作为求解问题的思维起点，是一个重要的解题方法。,2.临界问题的处理方法(1)极限法：在题目中如出现“最大”“最小”“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的。,(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可

14、能不出现临界问题，解答这类题，一般用假设法。(3)数学法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件。,名师点睛(1)临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生变化。(2)临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题的灵活性较大，审题时应尽量还原物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。,【典例】,例3一弹簧一端固定在倾角为37的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为m1=4kg的物块P，Q为一重物，已知Q的质量为m2=8kg，弹簧的质量不计，劲度系数k=600N/m，系统处于静止，如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在

15、前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为恒力，求：力F的最大值与最小值。(sin 37=0.6，g=10m/s2),解析：从受力角度看，两物体分离的条件是两物体间的正压力为0，从运动学角度看，一起运动的两物体恰好分离时，两物体在沿斜面方向上的加速度和速度仍相等。设刚开始时弹簧压缩量为x0则(m1+m2)gsin=kx0因为在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后，F为恒力，所以在0.2s时，P对Q的作用力为0，由牛顿第二定律知kx1m1gsin=m1aFm2gsin=m2a,前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为,【练习】,5.如图所示，有A、B两个楔形木块，质量均为m，靠在一起放于水

16、平面上，它们的接触面的倾角为。现对木块A施一水平推力F，若不计一切摩擦，要使A、B一起运动而不发生相对滑动，求水平推力F不得超过的最大值。,解析：A、B一起运动，则以A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F=2ma以A为研究对象，其受力情况如图所示。由图可知，A、B一起运动而不发生相对滑动的临界条件是地面对A的支持力为N=0竖直方向：FBAcos=mg水平方向：FFBAsin=ma联立上式可得F=2mgtan，即水平推力F的最大值为2mgtan,6.如图所示，一轻绳上端系在车左上角的A点，另一轻绳一端系在车左端B点，B点在A点正下方，A、B距离为b，两绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球，

17、绳AC长度为 b，绳BC长度为b。两绳能够承受的最大拉力均为2mg。求：(1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大?(2)为不拉断轻绳，车向左运动的最大加速度是多大?,解析:,(2)小车向左加速度增大，AC、BC绳方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉力变大，BC绳拉力最大时，小车向左加速度最大，由牛顿第二定律，得FTB+mgtan=mam因为FTB=2mg，所以最大加速度为am=3g。,【每课一得】,1.模型特点 涉及两个物体，并且物体间存在相对滑动。2.常见的两种位移关系 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长。,3.解题

18、思路(1)分析滑块和滑板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度。(2)对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程。特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。,示例如图所示，光滑水平面上静止放着长L=4m，质量为M=3kg的木板(厚度不计)，一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m和M之间的动摩擦因数=0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F，(g取10m/s2)(1)为使两者保持相对静止，F不能超过多少?(2)如果F=10N，求小物体离开木板时的速度?,解析(1)要保持两者相对静止，两者之间的摩擦力不能超过最大静摩擦力，故最大加速度a=g=1m/s2由牛顿第二定律对整体有Fm=(m+M)a=4N,