牛顿第二定律的综合应用.pptx

强基固本强基固本考点突破考点突破第第3课时牛顿第二定律的综合应用课时牛顿第二定律的综合应用强基固本强基固本考点突破考点突破知知 识识 梳梳 理理知识点一、超重和失重知识点一、超重和失重1超重超重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有 的加速度。的加速度。大于大于向上向上强基固本强基固本考点突破考点突破2失重失重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力)物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有 的加速度。的加速度。3完全失重完全失重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力或对竖直悬挂物的拉力)的现象称为完全失重现象。的现象称为完全失重现象。(2)产生条件：物体的加速度产生条件：物体的加速度a ，方向竖直向下。，方向竖直向下。小于小于向下向下等于零等于零g强基固本强基固本考点突破考点突破知识点二、动力学的两类基本问题知识点二、动力学的两类基本问题1已已知受力情况求物体的知受力情况求物体的 。2已知运动情况求物体的已知运动情况求物体的 。运动情况运动情况受力情况受力情况强基固本强基固本考点突破考点突破思维深化思维深化判断正误，正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)超重时物体的重力大于超重时物体的重力大于mg。()(2)失重时物体的重力小于失重时物体的重力小于mg。()(3)物体处于完全失重状态时，重力消失。物体处于完全失重状态时，重力消失。()(4)物物体体处处于于超超重重或或失失重重状状态态，由由加加速速度度的的方方向向决决定定，与与速速度度方向无关。方向无关。()答案答案(1)(2)(3)(4)强基固本强基固本考点突破考点突破 题题 组组 自自 测测题组一超重、失重的理解题组一超重、失重的理解1关关于超重和失重的下列说法中，正确的是于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超超重重就就是是物物体体所所受受的的重重力力增增大大了了，失失重重就就是是物物体体所所受受的的重力减小了重力减小了B物物体体做做自自由由落落体体运运动动时时处处于于完完全全失失重重状状态态，所所以以做做自自由由落体运动的物体不受重力作用落体运动的物体不受重力作用C物物体体具具有有向向上上的的速速度度时时处处于于超超重重状状态态，物物体体具具有有向向下下的的速度时处于失重状态速度时处于失重状态D物物体体处处于于超超重重或或失失重重状状态态时时，物物体体的的重重力力始始终终存存在在且且不不发生变化发生变化强基固本强基固本考点突破考点突破解解析析物物体体具具有有向向上上的的加加速速度度时时处处于于超超重重状状态态，具具有有向向下下的的加加速速度度时时处处于于失失重重状状态态，超超重重和和失失重重并并非非物物体体的的重重力力发发生生变变化化，而而是是物物体体对对支支持持物物的的压压力力或或对对悬悬挂挂物物的的拉拉力力发发生生了了变变化化，综上所述，综上所述，A、B、C均错，均错，D正确。正确。答案答案D强基固本强基固本考点突破考点突破2下列关于超重和失重的说法正确的是下列关于超重和失重的说法正确的是()A游游泳泳高高手手可可以以静静躺躺在在水水面面上上，那那时时的的人人处处于于完完全全失失重重状态状态B跳跳水水运运动动员员在在入入水水前前处处于于失失重重状状态态，入入水水后后短短时时间间内内处于超重状态处于超重状态C飞飞船船利利用用火火箭箭发发射射后后，上上升升过过程程中中处处于于超超重重状状态态，返返回地面过程中处于失重状态回地面过程中处于失重状态D给给物物块块一一个个初初速速度度沿沿斜斜面面上上滑滑，上上滑滑的的过过程程中中物物块块处处于于超超重重状状态态，到到最最高高点点后后下下滑滑，下下滑滑的的过过程程中中物物块块处处于于失重状态失重状态强基固本强基固本考点突破考点突破解解析析物物体体有有向向上上的的加加速速度度处处于于超超重重状状态态，有有向向下下的的加加速速度度处处于于失失重重状状态态，A项项错错误误；飞飞船船返返回回地地面面时时有有向向上上的的加加速速度度，处处于于超超重重状状态态，C项项错错误误；物物块块上上滑滑的的过过程程有有向向下下的的加加速速度度，物块处于失重状态，物块处于失重状态，D错误。错误。答案答案B 强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破4一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的水平面上运动的vt图象如图图象如图1所示。已知重力加速度为所示。已知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是，则根据图象不能求出的物理量是()A木块的位移木块的位移B木块的加速度木块的加速度C木块所受摩擦力木块所受摩擦力D木块与桌面间的动摩擦因数木块与桌面间的动摩擦因数图图1强基固本强基固本考点突破考点突破解解析析位位移移可可由由图图象象与与时时间间轴轴所所围围的的面面积积求求出出，由由vt图图线线的的斜斜率率可可求求出出加加速速度度a，由由牛牛顿顿第第二二定定律律知知，ag，故故动动摩摩擦擦因因数数也也可可求求出出，由由于于不不知知木木块块的的质质量量，故故不不能能求求出出木木块块所受摩擦力。所受摩擦力。答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破5质质量量为为1吨吨的的汽汽车车在在平平直直公公路路上上以以10 m/s的的速速度度匀匀速速行行驶驶，阻阻力力大大小小不不变变。从从某某时时刻刻开开始始，汽汽车车牵牵引引力力减减少少2 000 N，那么从该时刻起经过，那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是，汽车行驶的路程是()A50 m B42 m C25 m D24 m强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破考点一超重、失重现象考点一超重、失重现象超超重重、失失重重现现象象的的实实质质是是物物体体的的实实重重与与视视重重相相比比发发生生了了变变化化：视视重重比比实实重重大大了了，物物体体处处于于超超重重状状态态；视视重重比比实实重重小小了了，物物体体处处于于失失重重状状态态。在在超超重重、失失重重现现象象中中物物体体的的重重力力并没有发生变化。并没有发生变化。强基固本强基固本考点突破考点突破【例例1】(2014北北京京卷卷，18)应应用用物物理理知知识识分分析析生生活活中中的的常常见见现现象象，可可以以使使物物理理学学习习更更加加有有趣趣和和深深入入。例例如如平平伸伸手手掌掌托托起起物物体体，由由静静止止开开始始竖竖直直向向上上运运动动，直直至至将将物物体体抛抛出出。对对此现象分析正确的有此现象分析正确的有()A.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度强基固本强基固本考点突破考点突破解解析析手手托托物物体体抛抛出出的的过过程程，必必有有一一段段加加速速过过程程，其其后后可可以以减减速速，可可以以匀匀速速，当当手手和和物物体体匀匀速速运运动动时时，物物体体既既不不超超重重也也不不失失重重；当当手手和和物物体体减减速速运运动动时时，物物体体处处于于失失重重状状态态，选选项项A错错误误；物物体体从从静静止止到到运运动动，必必有有一一段段加加速速过过程程，此此过过程程物物体体处处于于超超重重状状态态，选选项项B错错误误；当当物物体体离离开开手手的的瞬瞬间间，物物体体只只受受重重力力，此此时时物物体体的的加加速速度度等等于于重重力力加加速速度度，选选项项C错错误误；手手和和物物体体分分离离之之前前速速度度相相同同，分分离离之之后后手手速速度度的的变变化化量量比比物物体体速速度度的的变变化化量量大大，物物体体离离开开手手的的瞬瞬间间，手手的的加加速速度度大大于于重重力加速度，所以选项力加速度，所以选项D正确。正确。答案答案D强基固本强基固本考点突破考点突破判断超重和失重现象的方法判断超重和失重现象的方法物物体体处处于于超超重重状状态态，还还是是失失重重状状态态，取取决决于于加加速速度度的的方方向向，而而不不是是速速度度的的方方向向。只只要要加加速速度度有有竖竖直直向向上上的的分分量量，物物体体就就处处于于超超重重状状态态；只只要要加加速速度度有有竖竖直直向向下下的的分分量量，物物体体就就处处于于失重状态。失重状态。强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练变式训练】1(多选多选)如如图图2所示，木箱顶端固定一竖直放置所示，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在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A加速下降加速下降 B加速上升加速上升C物块处于失重状态物块处于失重状态 D物块处于超重状态物块处于超重状态图图2强基固本强基固本考点突破考点突破解解析析木木箱箱静静止止时时弹弹簧簧处处于于伸伸长长状状态态且且物物块块与与箱箱底底间间有有压压力力，此此时时物物块块在在重重力力、弹弹簧簧弹弹力力、木木箱箱底底对对它它向向上上的的支支持持力力作作用用下下处处于于平平衡衡状状态态。当当物物块块对对箱箱底底刚刚好好无无压压力力时时，重重力力、弹弹簧簧弹弹力力不不变变，其其合合力力竖竖直直向向下下，所所以以系系统统的的加加速速度度向向下下，物物块块处于失重状态，可能加速下降，故处于失重状态，可能加速下降，故A、C正确。正确。答案答案AC强基固本强基固本考点突破考点突破考点二动力学两类基本问题考点二动力学两类基本问题1解决两类动力学基本问题应把握的关键解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两两类分析类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析；物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一一个个“桥桥梁梁”物物体体运运动动的的加加速速度度是是联联系系运运动动和和力力的的桥梁。桥梁。2解决动力学基本问题时对力的处理方法解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合合成法：成法：在物体受力个数较少在物体受力个数较少(2个或个或3个个)时一般采用时一般采用“合成法合成法”(2)正交分解法：正交分解法：若若物物体体的的受受力力个个数数较较多多(3个个或或3个个以以上上)，则则采采用用“正正交交分分解法解法”。强基固本强基固本考点突破考点突破【例例2】如如图图3所示，在倾角所示，在倾角37的足够长的固定斜面上，的足够长的固定斜面上，有一质量有一质量m1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数的物体，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力F9.6 N的作用，从静止开始运动，经的作用，从静止开始运动，经2 s绳子突然断了，求绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到绳断后经多长时间物体速度的大小达到22 m/s。(sin 370.6，取，取g10 m/s2)图图3强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破第二、三步：第二、三步：受力分析受力分析列得分方程列得分方程第一个第一个过程过程 Fmgsin 37Ffma1 FfFN FNmgcos 37 mgsin 37Ffma2第二个第二个过程过程强基固本强基固本考点突破考点突破第三个第三个过程过程mgsin 37Ffma3强基固本强基固本考点突破考点突破甲甲强基固本强基固本考点突破考点突破2 s末绳断时，物体的瞬时速度末绳断时，物体的瞬时速度v1a1t14 m/s第二过程：第二过程：从撤去从撤去F到物体继续沿斜面向上运动达到物体继续沿斜面向上运动达到速度为零的过程，设此过程物体运到速度为零的过程，设此过程物体运动时间为动时间为t2，加速度大小为，加速度大小为a2沿斜面方向有沿斜面方向有mgsin 37Ffma2根据运动学公式得根据运动学公式得v1a2t2由由得得t20.53 s乙乙强基固本强基固本考点突破考点突破第三过程：第三过程：物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三阶段物体加速度大小为阶段物体加速度大小为a3，所需时间为，所需时间为t3。由对物体的受力分析得由对物体的受力分析得mgsin 37Ffma3由运动学公式得由运动学公式得v3a3t3由由得得t35 s综上所述，从绳断到物体速度达到综上所述，从绳断到物体速度达到22 m/s所经历的总时间所经历的总时间tt2t30.53 s5 s5.53 s。答案答案5.53 s丙丙强基固本强基固本考点突破考点突破解决动力学两类问题的基本思路解决动力学两类问题的基本思路强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练变式训练】2在在研研究究汽汽车车性性能能时时，让让质质量量为为2 000 kg的的汽汽车车在在平平直直的的公公路路上上进进行行实实验验，在在汽汽车车车车厢厢顶顶部部悬悬挂挂一一小小球球，并并让让汽汽车车做做匀匀速速直直线线运运动动，小小球球相相对对汽汽车车静静止止时时悬悬线线竖竖直直，然然后后关关闭闭发发动动机机，发发现现小小球球与与竖竖直直方方向向的的最最大大夹夹角角为为15，若若汽汽车车在在紧紧急急制制动动时时，发发现小球与竖直方向的最大夹角为现小球与竖直方向的最大夹角为30(tan 150.268，tan 300.577，g10 m/s2)。(1)汽汽车车紧紧急急制制动动时时的的制制动动力力为为多多大大？(制制动动力力是是指指由由于于刹刹车车而而增加的阻力，不包含运动过程中所受阻力增加的阻力，不包含运动过程中所受阻力)(2)若若此此汽汽车车在在高高速速公公路路上上以以90 km/h的的速速度度行行驶驶，司司机机的的反反应应时时间间为为0.8 s，该该汽汽车车行行车车时时应应保保持持的的安安全全距距离离为为多多大大？(结结果果取取整数整数)强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析(1)根据题意可得小球受力情况如图，根据题意可得小球受力情况如图，由由图图可可知知，汽汽车车关关闭闭发发动动机机时时对对小小球球由由牛牛顿顿第第二二定定律律可可得得mgtan 15ma1对汽车同理有对汽车同理有FfMa1汽车紧急制动时对小球由牛顿第二定律得汽车紧急制动时对小球由牛顿第二定律得mgtan 30ma2设汽车紧急制动时的制动力为设汽车紧急制动时的制动力为F，同理有，同理有FFfMa2联立可得联立可得F6 180 N。强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案(1)6 180 N(2)74 m强基固本强基固本考点突破考点突破考点三动力学中的临界极值问题考点三动力学中的临界极值问题1动力学中的临界极值问题动力学中的临界极值问题在在应应用用牛牛顿顿运运动动定定律律解解决决动动力力学学问问题题中中，当当物物体体运运动动的的加加速速度度不不同同时时，物物体体有有可可能能处处于于不不同同的的状状态态，特特别别是是题题目目中中出出现现“最最大大”、“最最小小”、“刚刚好好”等等词词语语时时，往往往会有临界值出现。往会有临界值出现。强基固本强基固本考点突破考点突破2产生临界问题的条件产生临界问题的条件(1)接接触触与与脱脱离离的的临临界界条条件件：两两物物体体相相接接触触或或脱脱离离，临临界界条件是：弹力条件是：弹力FN0。(2)相相对对滑滑动动的的临临界界条条件件：两两物物体体相相接接触触且且处处于于相相对对静静止止时时，常常存存在在着着静静摩摩擦擦力力，则则相相对对滑滑动动的的临临界界条条件件是是：静静摩擦力达到最大值。摩擦力达到最大值。(3)绳绳子子断断裂裂与与松松弛弛的的临临界界条条件件：绳绳子子所所能能承承受受的的张张力力是是有有限限的的，绳绳子子断断与与不不断断的的临临界界条条件件是是绳绳中中张张力力等等于于它它所所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是FT0。强基固本强基固本考点突破考点突破(4)加速度最大与速度最大的临界条件加速度最大与速度最大的临界条件：当当物体在受到变化物体在受到变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变化，当所受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最受合外力最大时，具有最大加速度；合外力最小时，具有最小加速度。当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物小加速度。当出现速度有最大值或最小值的临界条件时，物体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值。体处于临界状态，所对应的速度便会出现最大值或最小值。强基固本强基固本考点突破考点突破图图4强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案BCD强基固本强基固本考点突破考点突破叠加体系统临界问题的求解思路叠加体系统临界问题的求解思路强基固本强基固本考点突破考点突破图图5强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案C