2020年高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第13讲牛顿运动定律的综合应用1学案含解析

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1、第13讲　牛顿运动定律的综合应用(1)考点一　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．超重与失重续表3．对超重和失重的三点注意(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

2、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．(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(　　)A．t＝2s时最大B．t＝2s时最小C．t＝8.5s时最大D．t＝8.5s时最小答案　AD解析　由图线可知，0～4s加速度竖直向上，处于超重状态；7～10s加速度竖直向下，处于失

3、重状态。人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FN′＝FN＝mg＋ma。当t＝2s时FN′最大；当t＝8.5s时FN′最小，A、D正确。2.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，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，电梯的运动情况

4、应是减速上升或加速下降，C正确。3．(多选)如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小球，电梯中有质量为50kg的乘客，在电梯运行时乘客发现轻质弹簧的伸长量始终是电梯静止时的四分之三。已知重力加速度g取10m/s2，由此可判断(　　)A．电梯可能加速下降，加速度大小为5m/s2B．电梯可能减速上升，加速度大小为2.5m/s2C．乘客处于超重状态D．乘客对电梯地板的压力大小为375N答案　BD解析　电梯静止不动时，小球受力平衡，有mg＝kx，电梯运行时弹簧的伸长量比电梯静止时小，说明弹力变小了，根据牛顿第

5、二定律，有mg－kx＝ma，即mg＝ma，a＝2.5m/s2，加速度向下，电梯可能加速下降或减速上升，乘客处于失重状态，A、C错误，B正确；电梯地板对乘客的支持力大小为FN＝m′g－m′a＝500N－125N＝375N，由牛顿第三定律知乘客对电梯地板的压力大小为375N，D正确。考点二　动力学图象问题　常见动力学图象1．vt图象分析好斜率、交点的意义，可以帮助受力分析和运动过程分析。2．at图象实际上a随t的变化间接反映了合外力F随t的变化，所以基本等同Ft图象，不同之处就是Ft图象中的F有时指的某个力而不是合力。3．Fx图

6、象在动力学中Fx图象一般是找出某个位置对应的力就可以了，在功能关系内容中这种图象的理解要求会更高。有时根据物体的运动过程，画出有关物理量的关系图象是解决问题的一种很好的方法。如图甲所示，两滑块A、B用轻质细线跨过光滑轻质定滑轮相连，B距地面一定高度，A可在与斜面平行的细线牵引下沿足够长的粗糙斜面向上滑动。已知mA＝2kg，mB＝4kg，斜面倾角θ＝37°。某时刻由静止释放A，测得A沿斜面向上运动的vt图象如图乙所示。已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)A与斜面间的动摩擦因数；(2)A沿

7、斜面向上滑动的最大位移。解析　(1)在0～0.5s内，根据题图乙，A、B系统的加速度为a1＝＝m/s2＝4m/s2，对A：FT－mAgsinθ－μmAgcosθ＝mAa1，对B：mBg－FT＝mBa1。得：μ＝0.25。(2)B落地后，A继续减速上升。由牛顿第二定律得mAgsinθ＋μmAgcosθ＝mAa2，将已知量代入，可得a2＝8m/s2，故A减速向上滑动的位移为x2＝＝0.25m，又0～0.5s内A加速向上滑动的位移x1＝＝0.5m，所以，A上滑的最大位移为x＝x1＋x2＝0.75m。答案　(1)0.25　(2)0.

8、75m方法感悟解决图象综合问题的注意事项(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点。(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交点等。(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题