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1、,第三章牛顿运动定律,第3讲牛顿运动定律的综合应用,1.能分析超重、失重问题2.能分析简单的临界问题、传送带问题、图象问题、连接体问题3.牛顿运动定律和运动学公式的综合运用,1.关于超重、失重、完全失重现象(1)超重现象：物体有_的加速度时，对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_物体所受重力的现象(2)失重现象：物体有_的加速度时，对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_物体所受重力的现象(3)完全失重现象：物体_的加速度ag时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)变为_的现象,向上,大于,向下,小于,向下,零,2.应用牛顿运动定律解题的步骤(1)选取研究_，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物
2、体组成的系统，并可把物体视为质点(2)确定研究对象的运动_，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)分析研究对象的_情况，并画出受力分析示意图(4)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)代入已知条件求解结果并分析其结果的物理意义,对象,状态,受力,3.解答连接体问题的常用方法(1)整体法当系统中各物体的_相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的_，当整体受到的外力已知时，可用_求出整体的加速度,加速度,质量之和,牛顿第二定律,(2)隔离法当求解系统内物体间_时，常把物体从系统中“_”
3、出来，进行分析，依据牛顿第二定律列方程(3)外力和内力 外力：系统外的物体对研究对象的作用力 内力：系统内物体之间的作用力,相互作用力,隔离,超重与失重的本质及其特征比较：,超重与失重,AC,【解析】当该同学站在力板传感器上静止不动时，其合力为零，即压力读数恒等于该同学的体重值，由图线可知：该同学的体重为650 N，A项正确；每次下蹲，该同学都将经历先向下做加速(加速度方向向下)、后减速(加速度方向向上)的运动，即先经历失重状态，后经历超重状态，读数F先小于体重、后大于体重；每次起立，该同学都将经历先向上做加速(加速度方向向上)、后减速(加速度方向向下)的运动，即先经历超重状态，后经历失重状态
4、，读数F先大于体重、后小于体重由图线可知C项正确，B、D项错误,CD,【解析】运动员与床面接触到最低点，弹力先小于重力后大于重力，先加速运动后减速运动，加速度方向先向下后向上，第一过程先失重后超重，C项正确；第二过程是第一过程的逆过程，先超重后失重，D项正确,在临界状态，系统的一些物理量达到极值在临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变，能否用变化的观点正确分析其运动规律是求解这类题目的关键，而临界点的确定是基础确定临界点一般用极端分析法，即把问题(物理过程)推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件，应用牛顿第二定律列出极端情况下的方程求解常见的临界问题：(1
5、)绳子由松变紧(2)恰好飞离接触面(3)恰好发生相对滑动,临界状态和极值问题,C,典题演示4(2017南师附中)如图所示，两个质量都是m的滑块A和B，紧挨着并排放在水平桌面上，A、B间的接触面垂直于图中纸面且与水平面成角，所有接触面都光滑无摩擦现用一个水平推力作用于滑块A上，使A、B一起向右做加速运动,(1)如果要A、B间不发生相对滑动，它们共同向右的最大加速度是多少？【答案】gtan(2)要使A、B间不发生相对滑动，水平推力的大小应在什么范围内才行？【答案】0F2mgtan,【解析】解答本题的关键是地面对A的弹力为零时是A、B发生相对滑动的临界条件(1)在水平推力F作用下，A、B一起加速所以
6、F2ma分别隔离A、B 受力如图：对A：FTsin ma，NmgTcos，对B:Tsin ma，NmgTcos，,当F增大，由知a增大，则由知T、T 均增大，从知T增大、N减小当N0时，对应的加速度a为A、B不发生相对滑动的临界条件当aa，A、B之间相互作用力T也增大，Tcos mg，对A有竖直向上的加速度，则A被挤离地面，则当N0时，对A有Tcos mg，对B有Tsin ma，解出agtan，a为A、B一起向右运动的最大加速度(2)对整体Fma，且a最大值为agtan，则A、B不发生相对滑动的水平推力的最大值为F2mgtan，因为地面光滑，F0即可使A、B产生共同加速度.故F的取值范围为0F
7、2mgtan.,1.多过程问题的分析方法(1)将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接(2)对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图,多过程问题的分析,(3)根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合理的物理规律列方程(4)分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程(5)联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验征或讨论,2.解多个过程问题的思路为：,注意：(1)由于不同过程中受力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度(2)前后运动过程联系点的特点：前一过程的末速度
8、是后一过程的初速度，另外还有位移关系等,典题演示5(多选)(2017启东中学)如图所示，直杆AB与水平面成角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆底端B点处有一弹性挡板，杆与板面垂直，滑块与挡板碰撞后原速率返回现将滑块拉到A点由静止释放，与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点，设重力加速度为g，由此可以确定()A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2B.滑块第1次与挡板碰撞前速度v1C.滑块与杆之间动摩擦因数 D.滑块第k次与挡板碰撞到第k1次与挡板碰撞时间间隔t,AC,(1)管第一次落地弹起刚离开地面时管与球的加速度分别多大？【答案】20 m/s2，方向向下30 m/s2，方向向上(2)
9、求从管第一次落地弹起到球与管达到相同速度时所用的时间【答案】0.4 s(3)求圆管的长度L.【答案】4 m,微模型3 连接体问题在研究力与运动的关系时，常会涉及相互关联物体间的相互作用问题，即连接体问题1.连接体与隔离体两个或两个以上的物体相连接组成的物体系统，称为连接体如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体2.外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力,3.常见问题分析,CD,AD,【解析】因无相对滑动，所以无论橡皮泥粘到哪个木块上，根据牛顿第二定律都有F3mgmg(3mm)a，系统加速度a都将减小，选项A对；若
10、粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力mg、绳子拉力T，FmgTma，a减小，F、mg不变，所以，T增大，选项B错；若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，所受摩擦力减小，选项C错；若粘在C木块上面，a减小，A的摩擦力减小，以AB为整体，有T2mg2ma，T减小，选项D对,【学法指导】连接体问题的分析方法：整体法与隔离法(1)隔离法的选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解(2)整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求出物体之间的作用力，可以把它们看成一
11、个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量),(3)整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力即“先整体求加速度，后隔离求内力”,D,【解析】“起立”过程向上先加速后减速，“下蹲”过程向下先加速后减速，都能出现超重和失重的现象，故D正确，A、B、C错误,2.(多选)(2015江苏)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.t2 s时最大 B.t2 s时最小C.t8.
12、5 s时最大 D.t8.5 s时最小,AD,【解析】在时间轴的上方，表示加速度向上，此时处于超重状态，在时间轴的下方，表示加速度向下，此时处于失重状态，对地板的压力减小，在t2 s时向上的加速度最大，此时对地板的压力最大，所以A正确；在t8.5 s时具有向下的最大的加速度，此时对地板的压力最小，所以D正确,A,【解析】m到达最高点时，M受到向上的弹簧弹力和向下的重力平衡F弹Mg，所以m受到向下、大小为F的弹簧弹力和重力，两个力合力产生加速度，A项正确，B项错误；m速度最大时，受到的向上的弹簧弹力和向下的重力平衡，C项错误；此时弹簧处于压缩状态，对M有向下的压力，D项错误,4.(2016金陵中学
13、)如图(a)所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图(b)所示(取g10 m/s2)，则下列说法中正确的是()A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC.物体的质量为3 kgD.物体的加速度大小为5 m/s2,D,B,【解析】对小球受力分析，小球受重力，绳拉力作用，加速度方向平行于杆，合力方向只能沿杆向下，加速度方向只能沿杆向下，排除A、D项再对小球、绳、滑块整体受力分析，杆对滑块的支持力与摩擦力的合力设为F，整体受F和重力作用，两个受力三角形相似，由几何关系可知F与绳对球的拉力方向相同，因为，所以F与沿杆向下的方向成锐角，将F分解为支持力和摩擦力，可知摩擦力方向沿杆向下，所以是上滑，则C项排除，选B项,AD,放映结束，谢谢观看！,
