牛顿运动定律班第三节导学案

2013届新课标高考物理总复习学案第三单元牛顿运动定律第三节牛顿运动定律的综合应用回扣一超重和失重1．游乐园中，乘客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉，下列描述错误的是()A．当升降机加速上升时，游客是处在超重状态B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态2．重2 kg的物体用弹簧测力计挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于________状态，电梯做_________________运动，其加速度大小等于________m/s2。

(g取10 m/s2)回扣二整体法和隔离法3．当连接体内(即系统内)各物体具有相同的________时，可以把连接体内所有物体组成的系统作为____ 考虑，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对________列方程求解的方法，叫整体法。

4．当研究对象涉及由多个物体组成的系统时，若要求出连接体内物体间的________力，则应把某个物体或某几个物体从系统中________出来，分析其受力情况及运动情况，再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法，叫隔离法。

[知识必会]1．超重、失重和完全失重的比较2．对超重、失重的理解[名师点睛](1)发生超、失重现象时，物体的重力不变，只是物体的视重发生了变化。

(2)物体的超、失重多少由物体的质量和竖直方向的加速度共同决定，其大小为ma。

[典例必研][例1]升降机内，一个小球系于弹簧下端，如图所示，当静止时，弹簧伸长4 cm，升降机运动中，弹簧伸长2 cm，则升降机运动情况可能是()A．以1 m/s2的加速度加速下降B．以1 m/s2的加速度加速上C．以4.9 m/s2的加速度加速下降D．以4.9 m/s2的加速度加速上升[冲关必试]1．在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。

传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图像，则下列图像中可能正确的是()2．在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－3所示，在这段时间内下列说法中正确的是()A．晓敏同学所受的重力变小了B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向下运动D．电梯的加速度大小为g/5，方向一定竖直向下[知识必会]1．隔离法的选取原则2．整体法的选取原则3．整体法、隔离法交替运用原则4．涉及隔离法与整体法的具体问题(1)涉及滑轮的问题，若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。

若绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加速度方向不同，但大小相同。

(2)固定斜面上的连接体问题。

这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度。

解题时，一般采用先整体、后隔离的方法。

建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度。

(3)斜面体(或称为劈形物体、楔形物体)与在斜面体上物体组成的连接体(系统)的问题。

当物体具有加速度，而斜面体静止的情况，解题时一般采用隔离法分析。

[典例必研][例2]如图3－3－4所示，质量为80 kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动，现观察到物体在磅秤上读数为1000 N。

已知斜面倾角θ＝30°，小车与磅秤的总质量为20 kg。

(g＝10 m/s2)(1)拉力F为多少？(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少？[冲关必试] 3．物体M、m紧靠着置于动摩擦因数为μ、倾角为θ的斜面上，如图所示。

现施加一个水平力F作用于M，使M、m共同向上做加速运动，求它们间作用力的大小。

[知识必会]1．临界问题2．临界问题的处理方法(1)极限法：(2)假设法：(3)数学法：[名师点睛](1)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变化。

(2)临界问题通常具有一定的隐蔽性，解题的灵活性较大，审题时应尽量还原物理情景，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。

[典例必研][例3]一弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为m1＝4 kg的物块P，Q为一重物，已知Q的质量为m2＝8 kg弹簧的质量不计，劲度系数k＝600 N/m，系统处于静止，如图3－3－7所示。

现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力，求：力F的最大值与最小值。

(sin37°＝0.6，g＝10 m/s2)[思路点拨]0.2 s内弹力是变化的，又合外力恒定，故F是变力，0.2 s后F为恒力，说明0.2 s时两者分离。

[冲关必试]4．如图3－3－8所示，有A、B两个楔形木块，质量均为m，靠在一起放于水平面上，它们的接触面的倾角为θ。

现对木块A施一水平推力F，若不计一切摩擦，要使A、B一起运动而不发生相对滑动，求水平推力F不得超过的最大值。

[每课一测]1．在下列运动过程中，人没有处于失重状态的是()A．小朋友沿滑梯加速滑下B．乘客坐在沿平直路面减速行驶的汽车内C．宇航员随飞船绕地球做圆周运动D．运动员何冲离开跳板后向上运动2.如图1所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。

若在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A．匀速下降B．加速上升C．物块处于失重状态D．物块处于超重状态3．如图2所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是()A．L＋Fm2(m1＋m2)kB．L－Fm1(m1＋m2)kC．L－Fm1m2k D．L＋Fm2m1k4．在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m的物体。

当电梯静止时，弹簧被压缩了x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了x/10。

则电梯运动的情况可能是()A．以大小为1110g的加速度加速上升B．以大小为1110g的加速度减速上升C．以大小为110g的加速度加速下降D．以大小为110g的加速度减速下降5．有一物体通过两根细绳悬挂在小车的车顶上，小车在水平面上做直线运动。

某时刻正处于如图3所示状态。

关于此时刻物体的受力情况，下列说法正确的是()A．若小车向左运动，AC绳的拉力一定不为零B．若小车向右运动，AC绳的拉力可能为零C．无论小车做何种运动，物体均受到三个力的作用D．无论小车做何种运动，两个绳拉力的合力一定等于物体的重力6．(2011·上海高考)如图5所示，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。

地面受到的压力为N，球b所受细线的拉力为F。

剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()A．小于N B．等于N C．等于N＋F D．大于N＋F7. ．如图7所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为F T。

现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是()A. 质量为2m的木块受到四个力的作用B．当F逐渐增大到F T时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5F T时，轻绳还不会被拉断D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为23F T8．如图8所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须( )A.匀速向下奔跑B．以加速度a＝Mmg sinα向下加速奔跑C．以加速度a＝(1＋Mm)g sinα向下加速奔跑D．以加速度a＝(1＋Mm)g sinα向上加速奔跑9．如图9所示，一质量为M＝5 kg的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为μ1＝0.5，斜面高度为h＝0.45 m，斜面体右侧竖直面与小物块的动摩擦因数为μ2＝0.8，小物块的质量为m＝1 kg，起初小物块在斜面的竖直面上的最高点。

现在从静止开始在M上作用一水平恒力F，并且同时释放m，取g＝10m/s2，设小物块与斜面体右侧竖直面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点。

问：(1)要使M、m保持相对静止一起向右做匀加速运动，加速度至少多大？(2)此过程中水平恒力至少为多少？10．如图10所示，放在水平地面上的长木板B，长为1 m，质量为2 kg，B与地面之间的动摩擦因数为0.2。

一质量为3 kg的小铅块A，放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数为0.4，当A以3 m/s的初速度向右运动之后，求最终A对地的位移和A对B的位移。