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1、第三单元牛顿定律的应用,1已知受力情况求运动情况根据牛顿第二定律，已知物体的情况，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件(初位置和初速度)，根据，就可以求出物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况,受力,运动学公式,2已知物体的运动情况，求物体的受力情况根据物体的运动情况，由可以求出加速度，再根据可确定物体的合外力，从而求出未知力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等,运动学公式,牛顿第二定律,1超重现象当物体具有的加速度时，这个物体对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力)它所受的重力，称为超重现象,向上,向上,2失重现象当物体具有的加速度时，这个物体对支持物的压力
2、(或对悬挂绳的拉力)它所受的重力，称为失重现象当ag时，F0，此为状态,向下,小于,完全失重,1研究物理问题时把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为法2研究物理问题时把所研究的对象从整体中隔离出来进行独立研究，最终得出结论的方法称为 法,整体,隔离,1解题思路首先对所选取的研究对象进行受力分析和运动过程分析，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个桥梁结合运动学公式列式求解,2.解题步骤(1)明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体(2)进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程(3)选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度的方向
3、为某一坐标轴的正方向(4)求合外力F.(5)根据牛顿第二定律Fma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论,(1)第一类：已知物体的受力情况，求物体的运动情况(2)第二类：已知物体的运动情况，求物体的受力情况(3)求解这两类问题的思路，可用下面的框图来表示：,1已知做直线运动物体的受力情况求运动情况或已知运动情况求受力情况,通常规定物体的初速度方向或运动方向(初速度为零时)为正方向此种情况各力的方向已知或可以判出，各力本身都取正值，在列式时和正方向相同的力前面写“”，和正方向相反的力前面写“”由于物体做直线运动，速度、加速度、位移等矢量均在同一直线上，我们利用“”“”号来表示它们的方向：和正方向相
4、同的量用“正数”表示，数值前面写“”(“”通常省略，如a10 m/s2，v1 m/s，x5 m等)；和正方向相反,的量用“负数”表示，数值前面写“”(例如a10 m/s2，v1 m/s，x5 m等)，对符号这样处理后列出的就是标量式了2已知物体所受合力求加速度或已知加速度求合力通常规定物体所受合力(或加速度)方向为正方向力和加速度的符号法则同1.,(1)整体法：当系统中各物体的加速度相同时，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质量之和当整体受到的外力F已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫做整体法(2)隔离法：从研究的方便出发，当求系统
5、内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中“隔离”出来进行受力分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法,1真重与视重真重是物体自身的重力；视重是物体对支持物的压力或物体对悬绳的拉力在平衡状态时，物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大小等于物体的重力,2超重(1)当物体加速上升或减速下降时，视重大于重力的现象(2)特征：物体处于超重状态时，加速度(a)向上3失重(1)当物体加速下降或减速上升时，视重小于重力的现象(2)特征：物体处于失重状态时，加速度(a)向下4完全失重：视重等于零的现象，例：自由落体、绕地球做匀速圆周运动的太空舱等,对超重和失重的理解应当注意
6、以下几点：(1)物体处于超重或失重状态时，只是物体的视重发生改变，物体的重力始终存在，大小也没有变化，因为万有引力并没有改变(2)发生超重或失重现象与物体的速度大小及方向无关，只决定于加速度的方向及大小(3)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完全消失，如单摆停摆、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】(2010年南通模拟)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8 m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
7、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,高分通道应用牛顿第二定律列式时要注意各量的符号,变式1：如图1所示，质量为10 kg的物体在F200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角37.力F作用2 s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 s后，速度减为零求：物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移x.(已知sin370.6，cos370.8，g10 m/s2),图1,答案：0.2516.25 m,【例2】(2009年广东卷)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N他
8、将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内，弹簧测力计的示数如图2所示，电梯运行的vt图可能是(取电梯向上运动的方向为正)(),图2,解析：由Gt图象知：t0t1时间内，具有向下的加速度，t1t2时间内匀速或静止，t2t3时间内，具有向上的加速度，因此其运动情况可能是：t0t3时间内答案：AD,高分通道对超、失重的本质理解不透，超、失重只与a的方向有关，与运动方向的上、下无关，而导致错选B.本题考查超、失重的条件，对学生的识图能力要求较高,变式2：如图3所示，A为电磁铁，挂在支架C上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一铁块B.铁块静止时，台秤示数为G，当电磁铁通电，铁块被吸引上升的过程
9、中，台秤的示数将()A变大B变小C大于G，但为恒量D先变大，后变小,图3,解析：铁块被吸起的过程中，由于电磁铁A对B的吸引力越来越大，B做加速度变大的加速上升运动，对整个系统而言，处于超重现象越来越明显的状态(可以认为系统重心也在作a变大的加速上升运动)所以台秤的示数应大于G，且不断变大答案：A,【例3】如图4所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力F拉B，使AB以同一加速度运动，求拉力F的最大值,图4,解析：当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为mg由牛顿第二定律知mgmaA，所以aAg对于A、B整
10、体，加速度aaAg由牛顿第二定律得F3ma，所以F3mg.答案：3mg,高分通道当各物体的加速度相同时，可应用整体法求物体间的相互作用时，相互作用物体不能看成整体，在同一题中两种方法经常同时使用,变式3：如图5所示，光滑水平面上并排放置着A、B两个物体，mA5 kg，mB3 kg，用F16 N的水平外力推动这两个物体，使它们共同做匀加速直线运动，求A、B间弹力的大小,图5,解析：对A、B组成的系统，由牛顿第二定律得F(mAmB)a对物体B，由牛顿第二定律得FABmBa联立以上两式解得：FAB6 N答案：6 N,1如图6所示，一个盛水的容器底部有一小孔静止时用手指堵住小孔不让它漏水，图6,假设容
11、器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则()A容器自由下落时，小孔向下漏水B将容器竖直向上抛出后，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C将容器水平抛出后，容器在运动中小孔向下漏水D将容器斜向上抛出后，容器在运动中小孔不向下漏水,解析：水能够从容器底部的小孔流出，则二者必发生相对运动，即要具有不同的运动状态选项A中容器自由下落、选项B竖直上抛以及选项C的平抛运动，二者的运动状态完全相同，处于完全失重状态，小孔中不会有水流出，故选项A、B、C是错误的只有D正确答案：D,2如图7所示，倾斜索道与水平面夹角为37，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢里的人对厢底
12、的压力为其重量的1.25倍，那么车厢对人的摩擦力为其体重的(),图7,图8,图9,答案：B,3如图10所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为(),图10,解析：弹簧的弹力与框架的重力平衡，故小球受的合外力为(Mm)g，对m由牛顿第二定律得：(Mm)gma，所以该瞬间ag.答案：D,4质量为m的木块，以4 m/s的初速度，在水平地面上滑行8 m后停止运动，求物体与水平地面间的动摩擦因数(取g10 m/s2)图11,答案：0.1,5近日教育部出台了一系列加强中学生体育锻
13、炼的措施，其中跳起摸高是中学生进行的一项体育活动某同学身高1.80 m，质量65 kg，站立举臂手指摸到的高度是2.25 m，此同学用力蹬地竖直跳离地面历经0.3 s，设他蹬地时的力大小恒定为1300 N，求该同学(g取10 m/s2)：(1)刚跳离地面时的速度；(2)跳起可摸到的高度,解析：设该同学刚跳离地面时的速度为v，跳离地面后，上升的最大高度为h，则(1)由题意可知该同学在跳离地面的过程中，做的是匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得：FNmgma由运动学公式，可得vat代入数据解得v3 m/s.,答案：(1)3 m/s(2)2.70 m,6如图12所示，传送带以恒定的速度v10 m/s运动，传送带与水平面的夹角为37，PQ16 m，将一小物块无初速地放在传送带上P点，物块与此传送带间的动摩擦因数0.5，g10 m/s2.求当传送带顺时针转动时，小物块运动到Q点的时间为多少？(sin370.6，cos370.8),图12,答案：4 s,
