2020版高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律专题课牛顿运动定律的综合应用学案

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1、专题课　牛顿运动定律的综合应用　超重、失重问题1.超重(1)定义：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。(2)产生条件：物体具有向上的加速度。2.失重(1)定义：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。(2)产生条件：物体具有向下的加速度。3.完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象。(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。4.对超重和失重的“三点”深度理解(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“

2、视重”改变。(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。(3)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向，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。命题角度1　超重、失重现象的判断【例1】　伦敦奥运会开幕式的弹跳高跷表演中，一名质量为m的演员穿着这种高跷从距地面H高处由静止落下，与水平地面撞击后反弹上升到距地面高h处。假设弹跳高跷对演员的作用力类似于弹簧的弹力，演员和弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影响，则该演员(　　)图1A.

3、在向下运动的过程中始终处于失重状态B.在向上运动的过程中始终处于超重状态C.在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态D.在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态解析　演员在空中时，加速度为g，方向向下，处于失重状态；当演员落地加速时，加速度a向下，处于失重状态；落地后期减速，加速度a向上，处于超重状态；所以演员在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态，选项C正确；同理可知，演员在向上运动的过程中先处于超重状态后处于失重状态，选项D错误。答案　C命题角度2　根据超重、失重现象判断物体的受力情况【例2】

4、　某人在地面上最多可举起50kg的物体，当他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60kg的物体时，电梯加速度的大小和方向为(g＝10m/s2)(　　)A.2m/s2　竖直向上B.m/s2　竖直向上C.2m/s2　竖直向下D.m/s2　竖直向下解析　由题意可知，在地面上，人能承受的最大压力为Fm＝mg＝500N，在电梯中人能举起60kg物体，物体一定处于失重状态，对60kg的物体：m′g－Fm＝m′a，即a＝m/s2＝m/s2，所以选项D正确。答案　D判断超重和失重的方法从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于

5、重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度(a＝g)时，物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重②物体向下加速或向上减速时，失重【变式训练1】　(2018·4月浙江选考)如图2所示，小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F－t图象能反映体重计示数随时间变化的是(　　)图2解析　体重计的读数为人所受的支持力大小，下蹲过程人的速度从0开始最后

6、又回到0，因此人先加速运动后减速运动，加速度方向先向下后向上，即先失重后超重，所以支持力先小于重力，后大于重力，因此选项C正确。答案　C　动力学中的图象问题1.常见的动力学图象v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等。2.图象问题的类型(1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线。要求分析物体的受力情况。(3)由已知条件确定某物理量的变化图象。3.解题策略命题角度1　动力学中的v－t图象【例3】　(2018·宁夏模拟)将一个质量为1kg的小球竖直

7、向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v－t图象如图3所示，g取10m/s2。下列说法正确的是(　　)图3A.小球所受重力和阻力之比为6∶1B.小球上升与下落所用时间之比为2∶3C.小球回落到抛出点的速度大小为8m/sD.小球下落过程，受到向上的空气阻力，处于超重状态解析　小球向上做匀减速运动的加速度大小a1＝＝m/s2＝12m/s2，根据牛顿第二定律得mg＋f＝ma1，解得阻力f＝ma1－mg＝2N，则重力和阻力大小之比为5∶1，故选项A错误；小球下降的加速度大小a2＝＝

8、m/s2＝8m/s2，根据x＝at2得t＝，知上升的时间和下落的时间之比为t1∶t2＝∶＝∶3，故选项B错误；小球匀减速上升的位移x＝×2×24m＝24m，根据v2＝2a2x得，v＝＝m/s＝8m/s，故选项C正确；下落的过程中，加速度向下，处于失重状态，故选项D错误。答案　C命题角度2　动力学中的F－t图象【例4】　物体最初静止在倾角θ＝30