2014届高三物理一轮教学案：3.3牛顿运动定律的综合应用

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1、第3单元牛顿运动定律的综合应用超重与失重[想一想]如图3－3－1所示，是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景，请思考：图3－3－1(1)火箭加速上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？(2)当火箭停止工作后上升阶段，宇航员处于超重还是失重状态？(3)当飞船在绕地球做匀速圆周运动阶段，宇航员处于超重还是失重状态？提示：(1)火箭加速上升阶段，具有向上的加速度，处于超重状态。(2)火箭停止工作后上升阶段具有向下的加速度，处于失重状态。(3)神舟飞船绕地球做匀速圆周运动时，万能引力为其提供了向心加速度，处于失重状态。　　[记一记]1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，它与

2、物体的运动状态无关。(2)视重：测力计所指示的数值。2．超重、失重和完全失重比较超重现象失重现象完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下，大小a＝g9列原理式F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝mgF＝0运动状态加速上升、减速下降加速下降、减速上升无阻力的抛体运动情况；绕地球匀速圆周运动的卫星　　[试一试]1．(2013·太原模拟)物体

3、在下列运动中，属于超重的是(　　)A．汽车驶过拱形桥顶端时B．荡秋千的小孩通过最低点时C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动时D．人造卫星绕地球做匀速圆周运动时解析：选B　当物体具有向上的加速度时物体处于超重状态，B正确。A项汽车处于失重状态，C、D项中运动员和人造卫星处于完全失重状态。整体法与隔离法[想一想]一斜劈，在力F推动下在光滑的水平面上向左做匀加速直线运动，且斜劈上有一木块与斜面保持相对静止，如图3－3－2所示，已知斜劈的质量为M，木块的质量为m，求斜面对木块作用力的大小。图3－3－2提示：m与M一起匀加速运动，其运动状态完全相同，可把m与M视为一整体，利用牛顿

4、第二定律可求出它们共同的水平向左的加速度a＝，再对m利用隔离体法分析m的受力，有重力及斜面对m的作用力，两力的合力水平向左为其提供了加速度，则两力的合力为F合＝，由力的合成可得，斜面对m的作用力FMm＝＝[记一记]1．整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，9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的内力时，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。3．外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，

5、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。应用牛顿第二定律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，则内力将转换为隔离体的外力。[试一试]2．如图3－3－3所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是(　　)图3－3－3A．L＋　　　　B．L－C．L－D．L＋解析：选B　对两木块整体进行分析，应用牛顿第二定律，可得F＝(m1＋m2)a，然后再隔离甲，同理可得F′＝m1a，其中F′＝k(L－L′)，解得两木块之间

6、距离L′＝L－，故选B。超重与失重问题(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ay≠0，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，9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

7、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。[例1]　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3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是(　　)图3－3－4A．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[审题指导]　解答本题时应注意以下三点：(1)由体重计示数变化判断电