高考物理第三章第3节牛顿运动定律的综合应用学案

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1、第3节　牛顿运动定律的综合应用一、超重与失重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。(2)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。2．超重、失重和完全失重的比较超重失重完全失重[注1]现象视重大于实重视重小于实重视重等于产生条件物体的加速度向物体的加速度向物体的加速度等于运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以g加速下降或减速上升原理方程F－mg＝maF＝mg＋mamg－F＝maF＝mg－mamg－F＝mgF＝0二、整体法与隔离法[注2]1．整体法：当连接体内(即系统内)各物体

2、的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况。运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法。2．隔离法：当求系统内物体间相互作用力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法。[注解释疑][注1]物体在完全失重状态下由重力引起的现象将消失。[注2](1)如果以几个物体组成的系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力。(2)应用牛顿第二定律对整体列方程时不考虑内力。如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转变

3、为隔离体的外力。[深化理解]1.不管物体的加速度是否沿竖直方向，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。2.发生超重、失重现象时，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)发生了变化，即视重发生了变化。3.整体法和隔离法的选取与所研究的问题及连接体的组成特点有关。如用滑轮连接的两物体加速度大小相同，但方向往往不同，常采用隔离法。[基础自测]一、判断题(1)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。(×)(2)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力。(×)(3)加速上升的物体处于超重

4、状态。(√)(4)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。(√)(5)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。(×)(6)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。(√)(7)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。(√)二、选择题1．(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的vt图像如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是(　　)解析：选B　根据vt图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断

5、支持力F的变化情况：小于重力→等于重力→大于重力→大于重力→等于重力→小于重力，故选项B正确。2．[粤教版必修1P98T1改编]如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。g取10m/s2。下列各种情况中，体重计的示数最大的是(　　)A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2C．电梯匀减速下降，加速度的大小为1.5m/s2D．电梯匀加速下降，加速度的大小为1.5m/s2解析：选C　由题意可知，体重计的示数最大时，人应具有向上的最大加速度，处于超重状态，故A、D错误；由F－mg＝ma，可得F

6、＝mg＋ma，则当a＝1.5m/s2时体重计的示数最大，故C正确，D错误。3.(多选)如图所示用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上橡皮泥以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是(　　)A．Ta增大　　　　　　　　　B．Tb增大C．Ta减小D．Tb减小解析：选AD　设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为m′，整体质量为M，整体的加速度a＝，对最左边的物体分析，Tb＝ma，对最右边的物体分析，有F－Ta＝m′a，解得Ta＝F－m′a。在中间物体上加上橡皮泥，由于

7、原拉力F不变，则整体的加速度a减小，因为m、m′不变，所以Tb减小，Ta增大，A、D正确。高考对本节内容的考查，主要集中在对超重和失重的理解、临界极值问题分析、整体法与隔离法的应用，通常以选择题的形式呈现，难度一般，而应用牛顿第二定律和运动学规律分析板块模型和传送带模型问题，既是难点，又是热点，题型有选择题，也有计算题，难度较大。考点一　对超重与失重的理解[基础自修类][题点全练]1．[对完全失重的理解和判断]下列哪一种运动情景中，物体将会处于一段持续的完全失重状态(　　)A．高楼内正常运行的电梯中B．沿固定于地面的光滑斜面滑行C．固定在杆端随杆绕相

8、对地面静止的圆心在竖直平面内运动D．不计空气阻力条件下的竖直上抛解析：选D　高楼内正常运行的电梯中，一般先加