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1、,第三章 牛顿运动定律第二讲两类动力学问题 超重和失重,成武二中高三物理组 陈德宾,一、三年高考考点统计与分析,考点,试题,题型,第二讲两类动力学问题 超重和失重,两类动力学问题、超重和失重,2012年海南T12012年安徽T17和T222012年江苏T52012年天津T82012年浙江T232012年上海单科T82011年浙江T142011年上海T42011年新课标全国T212011年四川T192011年北京T182011年福建T18,选择题选择/计算题选择题选择题计算题选择题选择题选择题选择题选择题选择题选择题,一、三年高考考点统计与分析,考点,试题,题型,第二讲两类动力学问题 超重和失重
2、,两类动力学问题、超重和失重,2013年新课标I卷T142013年新课标II卷T142013年新课标II卷T252013年山东T152013年山东T222013年浙江T192013年重庆T42013年广东T19,选择题选择题计算题选择题计算题选择题选择题选择题,(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：力和运动的相互推断分析，动力学相关的图象问题，牛顿运动定律与曲线运动，功和能的综合等。(2)高考对本章内容要求较高，每年都有涉及，既有选择题，也有计算题，且具有很强的综合性。,三年高考考点统计与分析,1.牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用()2超重和失重(),高考地位,复
3、习目标,本章内容是高考的重点，单独考查的题目多为选择题，与直线运动、曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题。,1.会运用牛顿运动定律分析解决两类典型的动力学问题。2.熟练分析超重、失重问题。3.综合应用牛顿运动定律与运动规律、图象、运动和力的关系进行受力及运动过程分析。,考 纲 展示,考 情 分析,二、2014年高考考情预测,二、2014年高考考情预测(1)对力和运动的关系的理解及应用牛顿第二定律进行分析与计算是本章的命题热点。本章知识与曲线运动、电磁学相结合，多以计算题的形式出现，也是高考的热点。(2)以实际生活、生产和科学实验中有关问题为背景，突出表现物理知识在生活中的应用是今后命题的
4、一大趋势。,基础知识回扣,记一记,应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：(1)已知受力情况求(2)已知运动情况求 在这两类问题中，是联系力和运动的桥梁受力分析和运动过程分析是解决问题的关键，求解这两类问题的思路如下：,运动情况,受力情况,加速度,动力学的两类基本问题,针对训练1.让钢球从某一高度竖直落下进入液体中，图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置.则下列说法正确的是（）A.钢球进入液体中先做加速运动，后做减速运动B.钢球进入液体中先做减速运动，后做加速运动C.钢球在液体中所受到阻力先小于的重力，后等于的重力D.钢球在液体中所受到阻力先大于的重力，后等于的重力,D,针对训练2.
5、(2013揭阳模拟)如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用。已知小物块P沿斜面加速下滑。现保持F的方向不变，使其减小，则加速度()A.一定变小 B.一定变大 C.一定不变 D.可能变小,可能变大,也可能不变,B,沿斜面方向由牛顿第二定律得:mgsin-Fcos=ma。若F减小，则a增大，故B正确。,记一记,1实重和视重(1)实重：物体实际所受的，它与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,重力,大于,小于,等于零,超重与失重,向上,向下,向下,或减速下降,或减速上升,超重：视重物重a向上失重：视重物重a向下完全失重：视重=0a
6、=g向下,针对训练3.(2013太原模拟)物体在下列运动中，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,B,针对训练4.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（）,AD,【考点解读】1.求解两类动力学问题涉及的知识主要有：2牛顿第二定律的应用步骤：,一是牛顿第二定律(有时需用牛顿第三定律)F合ma；二是运动学公式vv0at，xv0tat2/2，v2v022ax，x(v0
7、v)t/2.其中加速度a是联系力和运动的桥梁。,六大环节：对象、状态、过程、规律、方法和结论。解题的一般步骤：（1）选取研究对象：研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统，并可把物体视为质点。,（2）运动状态分析：画出物体运动情景的示意图，并标明物体运动速度与加速度的方向。（3）受力情况分析：并画出受力分析示意图。（4）列方程：选定合适的方向建立平面直角坐标系，依据牛顿第二定律列出方程，如Fxmax，Fymay。（5）解方程及评估结果：代入已知条件求解，并分析其结果的物理意义。,【例1】（2013厦门模拟）如图所示,木块的质量m=2kg,与地面间的动摩擦因数=0.2,木块在拉力F=1
8、0N作用下,在水平地面上从静止开始向右运动,运动5.2m后撤去外力F。已知力F与水平方向的夹角=37(sin37=0.6，cos37=0.8,g取10m/s2)。求:（1）撤F前摩擦力大小及刚撤F时，木块的速度;（2）撤去外力后，木块还能滑行的距离为多少?,审题指导(1)木块在撤去外力前后分别做何种运动?撤力前:撤力后:(2)请画出撤去外力前后木块的受力分析图。,木块做初速度为零的匀加速直线运动；,木块做匀减速直线运动。,解析:（1）木块受力如图所示，由牛顿第二定律有:竖直方向:FN+Fsin37-mg=0 水平方向:Fcos37-f=ma1 f=FN 解得:f=2.8N a1=2.6m/s2
9、 由运动学公式得:vt2=2a1x1，解得:vt=5.2m/s。,（2）撤去外力后，木块受力如图所示，由牛顿第二定律有:mg=ma2，解得:a2=2m/s2由运动学公式得:vt2=2a2x2解得:x2=6.76m。答案:（1）2.8N5.2m/s（2）6.76m,解决两类动力学问题两个关键点(1)把握“两个分析”和“一个桥梁”两个分析：物体的受力分析和物体的运动状态分析。一个桥梁：物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。(2)寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度，画图找出各过程间的位移联系。,思维提升,想一想,【变式训练】1.两个完全相同的物块A、B
10、，质量均为m0.8kg，在同一粗糙水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动。图中的两条直线分别表示A物块受到水平拉力F作用和B物块不受拉力作用的vt图象，求：（1）物块A所受拉力F的大小；（2）8s末物块A、B之间的距离x。,【考点解读】（1）实质：物体的重力不变，变的是物体的视重。（2）决定因素：只能判断物体的加速度方向，不能确定其速度方向。（3）变化量：其大小等于may。（4）完全失重原因：重力只产生使物体具有a=g的加速度效果，不再产生其他效果。,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梯的加速度方向；(2)由牛顿第二定律可求电梯的加速度大小；(3)能否确定电梯的速
11、度方向？！,答案D,思维提升,想一想,判断超重和失重现象的三个技巧1.从受力的角度判断:当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。2.从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。3.从速度变化角度判断(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】2.一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则()At3时刻火箭距地面最远 Bt2t3的时间内，火箭在向下降落 Ct1t2的时间内，
12、火箭处于失重状态 D0t3的时间内，火箭始终处于失重状态,A,【考点解读】传送带问题的解题规律：（1）使用方式：水平传送带和倾斜传送带两种；（2）受力分析：摩擦力突变（大小、方向）发生在v物与v带相同的时刻；（3）运动分析：速度变化的关键是v物与v带的大小与方向判断。（4）倾斜传送带：需要比较mgsin与 f 的大小与方向。（5）传送带长度：判断临界之前是否滑出。,【例3】(14分)水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图所示为一水平传送带装置示意图。紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v=1m/s运行。一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线
13、运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带之间的动摩擦因数=0.1，A、B间的距离L=2m，g取10m/s2。,（1）求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。,【审题抓住信息，快速推断】,始终保持恒定的速率v=1m/s运行,说明传送带运行速率保持不变,无初速度地放在A处,说明行李相对传送带向左滑动，受到向右的滑动摩擦力,开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动,说明行李在传送带
14、上先做初速度为零的匀加速直线运动,与传送带共速后，相对传送带静止，做匀速直线运动,滑动摩擦力的大小与加速度的大小,由f=FN求滑动摩擦力,由牛顿第二定律F=ma求加速度,匀加速直线运动的时间,匀加速运动的末速度即为传送带的运行速度,由速度公式求解加速时间,最短时间和传送带对应的最小运行速率,行李由A到B位移一定，加速运动的加速度大小一定，行李始终匀加速时间最短，其末速度大小即为传送带的最小运行速率,【答题规范解题，步步得分】解析：（1）行李刚开始运动时，受力如图所示，滑动摩擦力:f=mg=4N（2分）由牛顿第二定律得:f=ma（2分）解得:a=1m/s2（1分）(2)行李达到与传送带相同速率后
15、不再加速,则:v=at（2分）解得（1分）,FN,(3)行李始终匀加速运行时间最短,且加速度仍为a=1m/s2,当行李到达右端时，有:vmin2=2aL（2分）解得:vmin=2m/s（1分）故传送带的最小运行速率为2m/s（1分）行李运行的最短时间:tmin=2s（2分）答案:（1）4N1m/s2（2）1s（3）2s2m/s,传送带的速度v带和物体运动的初速度v物满足不同的关系，物体的运动情况各不相同：(1)当传送带运行的方向与物体运动方向相反时，物体受到滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相反，物体做匀减速运动。(2)当v带和v物同向且v物v带时，物体先做匀减速运动，然后随传送带一起以v带做匀
16、速运动。(3)当v带和v物同向且v带v物时，物体先做匀加速运动，然后随传送带一起以v带做匀速运动。,思维提升,想一想,B,1关于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做由落体运动的物体不受重力作用 C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化,D,2(2010上海单科)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体()A刚抛出时的速度最大 B在最高点的加速度为零 C上升
17、时间大于下落时间 D上升时的加速度等于下落时的加速度,A,3(2012北京模拟)几位同学为了探究电梯启动和制动时的加速度大小，他们将体重计放在电梯中。一位同学站在体重计上，然后乘坐电梯从1层直接到10层，之后又从10层直接回到1层。并用照相机进行了相关记录，如图所示。他们根据记录，进行了以下推断分析，其中正确的是(),A根据图2和图3可估测出电梯向上启动时的加速度B根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度C根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度D根据图4和图5可估测出电梯向下启动时的加速度解析：由图1可知该同学的体重约为47 kg，根据图1、图2可估算出电梯向上启动时的加速度，根据图
18、1、图5可估算出电梯向下制动时的加速度，而根据图2与图3和图4与图5无法估算加速度，C正确。答案：C,BD,答案：BD,5(2011三亚检测)放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧测力计相连，如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为，今对物块A施加一水平向左的恒力F，使A、B一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为m、M，则弹簧测力计的示数为(),答案：B,6(2012徐州模拟)一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m2103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小,答案：(1)4 m/s(2)4103 N(3)6103 N,
