高考物理一轮总复习课件：3.3牛顿运动定律的应用

第3节 牛顿运动定律的应用
一、超重、失重和完全失重 1．实重和视重： (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动 无关 状态________ ． 竖直方向 (2) 视重：当物体在 ___________ 上有加速度时， 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物 重力 体的________ ．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数 即为视重．
【答案】A
例4如图，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 T. 现用水平拉力 F 拉质量为 3m 的木块，使三个木块一 起运动，则以下说法正确的是( )
2．超重、失重和完全失重的比较：
现象 物体对支持物的压力或 超重 对悬挂物的拉力 大于 物体重力的现象 物体对支持物的压力或 失重 对悬挂物的拉力 小于 物体重力的现象 物体对支持物的压力或 完全 对悬挂物的拉力 为零 失重 的现象
实质 系统具有竖直向上的 加速度或加速度有竖 直向上的分量 系统具有竖直向下的 加速度或加速度有竖 直向下的分量
(1) 整个过程中升降机的最大速度及整个过程中 建材上升的高度 h； (2)在 5 s～7 s 内压力传感器的示数 F.
F0 5 000 【解析】(1)建材质量为 m＝ g ＝ 10 kg＝500 kg F1－mg 在 1 s～5 s 内加速度为 a1＝ m ＝1 m/s2 最大速度为 v＝a1t1＝4 m/s v v 匀减速运动时间 t2＝2 s，h＝ 2t1＋ 2 t2＝12 m v (2)在 5 s～7 s 内，加速度为 a2＝t ＝2 m/s2 2 由牛顿第二定律，有 mg－F＝ma2 解得压力传感器的示数 F＝4 000 N
(1)撤去 F 后 A、B 两物块的加ห้องสมุดไป่ตู้度大小； (2)推力 F 的大小．
【解析】(1)撤去 F 后 A、B 两物块的加速度大小 分别为 μ1m1g a1＝ m ＝μ1g＝4 m/s2 1 μ2m2g a2＝ m ＝μ2g＝2 m/s2 2 (2)撤去 F 前 A、B 的位移相同，整个过程中 A、 B 的位移差等于撤去 F 后 A、B 位移差，设撤去 F 时 速度为 v，有 v2 v2 xB－xA＝2a －2a 2 1
A．1∶1∶1 C．1∶2∶1
B．1∶2∶3 D．无法确定
【思路点拨】解决该题的关键就是要求出三种情 况下弹簧的弹力大小，势必要隔离某个物体研究，要 确定物体的加速度则要用到整体法． 【解析】 当用水平力 F 作用于 B 上且两物块在粗 糙的水平面上共同向右加速运动时，对 A、B 整体， 由牛顿第二定律可得 F－3μmg＝3ma，再用隔离法单 独对 A 分析，由牛顿第二定律可得：kx1－μmg＝ma， 1 即 kx1＝3F；根据上述方法同理可求得沿竖直方向、 1 沿斜面方向运动时：kx2＝kx3＝3F， 所以选项 A 正确．
解得 v＝2 m/s 撤去 F 后 A 位移为 v2 xA2＝2a ＝0.5 m 1 撤去 F 前 A 位移为 xA1＝xA－xA2＝1.0 m 撤去 F 前 AB 加速度为 v2 a＝2x ＝2 m/s2 A1 对 AB 整体，根据牛顿第二定律 F－μ1m1g－μ2m2g＝(m1＋m2)a 解得 F＝14 N
【方法与知识感悟】解答该类题型，关键在于从 以下几方面来理解超重、失重现象： (1)不论超重、 失重或完全失重， 物体的重力不变， 只是“视重”改变． (2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向 上运动还是向下运动，而在于物体是有竖直向上的加 速度还是有竖直向下的加速度． (3)当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物 体具有 a＝g 的加速度的效果，不再产生其他效果．平 常一切由重力产生的物理现象都会完全消失． (4) 物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖 直加速度共同决定的，其大小等于 ma.
系统具有竖直向下的 加速度，且a＝g
二、连接体问题 1．连接体 存在相互作用 有一定关联 两个或两个以上_____________ 或_____________ 的物体系统称为连接体，在我们运用牛顿运动定律解 答力学问题时经常会遇到． 2．解连接体问题的基本方法 整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成 一个整体，此时不必考虑物体之间的作用内力． 隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各 个物体隔离出来单独分析． 解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用， 有分有合，灵活处理． 3．在中学阶级，只要掌握简单的连接体问题．
例3质量分别为 m 和 2m 的物块 A、 B 用轻弹簧相 连，设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同．当用 水平力 F 作用于 B 上且两物块在粗糙的水平面上共同 向右加速运动时，弹簧的伸长量为 x1，如图甲所示； 当用同样大小的力 F 竖直共同加速提升两物块时，弹 簧的伸长量为 x2，如图乙所示；当用同样大小的力 F 沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时，弹簧 的伸长量为 x3， 如图丙所示， 则 x1∶x2∶x3 等于( )
题型一：对超重和失重的理解、应用 例1 建筑工地上常用升降机将建材从地面提升到需 要的高度．某次提升建材时，研究人员在升降机底板安 装了压力传感器，可以显示建材对升降机底板压力的大 小．已知建材放上升降机后，升降机先静止了 t0＝1 s， 然后启动，7 s 末刚好停止运动，在这 7 s 内压力传感器 的示数如图所示．当地重力加速度 g 取 10 m/s2.求
题型二：用整体法和隔离法解决连接体问题 例2如图， 质量分别为 m1＝1 kg 和 m2＝2 kg 的 A、 B 两物块紧靠在一起置于水平地面上，A、B 与地面之 间的动摩擦因数分别为 μ1＝0.4，μ2＝0.2.现对 A 施加 一水平向右的推力 F，使 A、B 自静止开始向右运动， 经一段时间后撤去 F，此后 A、B 因惯性继续滑行直 至停止运动．已知整个过程中 A、B 的位移分别为 1.5 m 和 2.0 m．取重力加速度 g＝10 m/s2.求：