【3年高考2年模拟】(新课标)2016版高考物理大一轮复习第三章第2讲牛顿运动定律的应用课件

物体对支持物的压力或对悬挂物的 拉力③ 等于零 的现象
注意
判断一个物体处于超重还是失重状态,主要根据加速度沿竖直方
向的分量方向进行判断。若竖直向上,则超重,若竖直向下,则失重。
二、两类动力学问题 1.程序图
2.解答两类动力学问题应注意的两点 (1)无论是哪种情况,联系力和运动的“桥梁”是① 加速度 。 (2)物体的运动情况由② 受力 情况及物体运动的③ 初速度 共同 决定。
2 m/s。 vmin 2 行李最短运行时间由vmin=a×tmin得tmin= = s=2 s。
a 1
答案
(1)4 N
1 m/s2
(2)1 s
(3)2 s
2 m/s
2.倾斜放置的传送带 典例2 如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A➝B长度为16 m,传送带以 10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为 0.5。求物体从A运动到B所需时
2.(多选)如图甲所示,在粗糙的水平面上,物体A在水平向右的拉力F的作用 下做直线运动,其v-t图象如图乙中实线所示,下列判断中正确的是 ( )
A.在0~1 s内,拉力F不断增大 B.在1~3 s内,拉力F保持不变 C.在3~4 s内,拉力F不断增大 D.在3~4 s内,拉力F不断减小
答案
BD
变化情况及速度变化情况。
2.两类动力学问题的解题步骤
典例2 如图甲所示,在倾角为θ=30°的长斜面上有一带风帆的滑块从静止 开始沿斜面下滑,滑块的质量为m=2 kg,它与斜面的动摩擦因数为μ,帆受到的 空气阻力与滑块下滑的速度成正比,即Ff=kv。若滑块从静止开始下滑的速度 图象如图乙中的曲线所示,图中的直线是t=0时速度图线的切线,g=10m/s2。
间是多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
解析 物体放在传送带上后,开始阶段,由于传送带的速度大于物体 的速度,传送带给物体一个沿传送带向下的滑动摩擦力F,物体受力情况如 图甲所示。物体由静止加速,由牛顿第二定律有mg sin θ+μmg cos θ=ma1,得 a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2=10 m/s2。 物体加速至与传送带速度相等需要的时间
典例1 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 )
t/s v/(m· s-1) 0.0 0.0 0.2 1.0 0.4 2.0 … … 2.2 3.3 2.4 2.1 … …
(1)恒力F的大小; (2)撤去外力F的时刻。
答案 解析
(1)11 N
(2)1.5 s
(1)加速阶段加速度大小
v1 a1= =5 m/s2 t1 v2=6 m/s2 减速阶段加速度大小a2= t2
WF=F· s带(F由传送带受力情况求得);ΔEk、ΔEp为传送物体的动能、重力势
能的变化;Q是由于摩擦产生的内能:Q=F· s相对。
1.水平放置的传送带 典例1 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=1 m/s运行,一质
量为m=4 kg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μ=0.1,A、B间的距离L=2 m,g取 10 m/s2。
1 a12 +vt2+ 1 a H= t1 t32 2 2 2
= ×1.6×32 m+4.8×10 m+ ×0.8×62 m =69.6 m。
1 2
1 2
重难二
1.物体运动性质的判断方法
两类动力学问题
(1)明确物体的初始运动状态(v0)。
(2)明确物体的受力情况(F合)。 (3)根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度
答案
2 3 15
(1)3 m/s2
2 m/s (2)0.23 3 kg/s
2-1 如图所示,一倾角为α的光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1 kg的物 体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立 即撤去拉力F。此后,物体到达C点时速度为零。每隔0.2 s通过传感器测得 物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。求:
FN1 mg 58 2 50 a1= = m/s =1.6 m/s2 m 5 mg FN 2 50 46 a2= = m/s2=0.8 m/s2。 m 5
(2)3.0~13.0 s内电梯匀速运动,由匀变速直线运动的速度公式得v=a1t1=1.6× 3 m/s=4.8 m/s。 (3)电梯在19.0 s内上升的高度H应是三个阶段内位移之和,即
(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速,则 v=at1,t1= = s=1 s。
v 1 a 1
(3)行李始终匀加速运行时间最短,加速度仍为a=1 m/s2,当行李到达右端时,
有
2 =2aL,vmin= = m/s, 2 aLm/s=2 2 1 2 所以传送带对应的最小运行速率为 vmin
(1)求滑块下滑的最大加速度和最大速度; (2)求μ和k的值。
解析
v 3m / s (1)由图乙可得:t=0时,滑块下滑的加速度最大为amax= = = t 1s
3 m/s2; t=3 s时,滑块下滑的速度最大为:vmax=2 m/s (2)t=0时滑块下滑的加速度最大为amax,由牛顿第二定律得:F合=mg sin θ-μmg cos θ=mamax t=3 s时滑块下滑的速度达最大,有: mg sin θ=μmg cos θ+kvmax 解得:μ= =0.23 k=3 kg/s(说明:k的答案没有单位不算对)。
3.(多选)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;当电梯运动的某一过程中,
弹簧又被继续压缩了 。则电梯运动的情况可能是 (
1 g的加速度加速上升 A.以大小为 10 1 g的加速度减速上升 B.以大小为 10 1 g的加速度加速下降 C.以大小为 10 1 g的加速度减速下降 D.以大小为 10
答案
g 5
D
1-1 一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了
一个质量为5 kg的砝码和一套便携式DIS实验系统,砝码悬挂在力传感器上。 电梯从第一层开始启动,中间不间断,一直到最高层停止。在这个过程中,显示 器上显示出的力随时间变化的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2,根据表 格中的数据。求:
x 10
)
x )-mg=ma,解得a= 1 g, 答案 AD 电梯静止时:mg=kx,电梯运动时:k(x+ 10 10
方向向上,故选项A、D对,B、C错。
4.(多选)如图所示,表面粗糙的传送带静止时,物块由传送带顶端A从静止开
始滑到传送带底端B用的时间是t,则 (
)
A.当传送带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定大于t B.当传送带向上运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t C.当传送带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定等于t D.当传送带向下运动时,物块由A滑到B的时间一定小于t
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小; (2)电梯在3.0~13.0 s时间段内的速度v的大小; (3)电梯在19.0 s内上升的高度H。
答案 解析
(1)1.6 m/s2
0.8 m/s2
(2)4.8 m/s
(3)69.6 m
(1)由牛顿第二定律F=ma和图象所给信息得
1.手托着书使它做下述各种情况的运动,那么,手对书的作用力最大的情况 是 ( )
A.向下做匀减速运动
C.向下做匀加速运动
案
B.向上做匀减速运动
D.向上做匀速运动
A
向上做匀减速运动、向下做匀加速运动时书都处于失重状态,
向上做匀速运动时书处于平衡状态,向下做匀减速运动时书处于超重状态,
当书处于超重状态时,手对书的作用力最大,所以A对。
由v-t图象可知,在0~1 s内,物体做匀加速直线运动,加速度恒
定,由牛顿第二定律可知,合外力恒定,因此拉力恒定,A项错误;在1~3 s内,物 体做匀速直线运动,合外力为零,拉力大小始终等于摩擦力的大小,B项正 确;在3~4 s内,物体做的是变减速运动,加速度大小越来越大,摩擦力恒定,则 由Ff-F=ma可知,拉力F越来越小,C项错误,D项正确。
知识梳理
一、超重、失重和完全失重的比较
现象 超重 实质
物体对支持物的压力或对悬挂物的 系统具有竖直向上的加速度或加速 拉力① 大于 自身重力的现象 度有竖直向上的分量
失重 完全 失重
物体对支持物的压力或对悬挂物的 系统具有竖直向下的加速度或加速 拉力② 小于 自身重力的现象 度有竖直向下的分量 系统具有竖直向下的加速度,且a=g
有相同体积的水以相同的加速度在加速下降,综合起来,台秤示数会减小。若
不能注意到这一点,会得出相反的错误结论。 4.在完全失重的状态下,由重力产生的一切物理现象都会消失。如单摆停 摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等,但 测力的仪器弹簧测力计是可以使用的,因为弹簧测力计是根据F=kx制成的 测力工具,并非只能测量重力。
2
于t,故D正确,C错误。
m
2
重难突破
重难一 超重、失重问题
1.超重、失重不是重力增加或减少了,而是重力用作其他用途,对水平支 持面的压力或对竖直悬线的拉力变大或变小了,重力的大小是没有变化 的,仍为mg。 2.超重、失重与物体的速度无关,只取决于物体的加速度方向。