资源描述
牛顿运动定律及其综合应用
一、考点突破
知识点
考纲要求
题型
分值
牛顿运动定律
牛顿运动定律
牛顿运动定律的应用
超重和失重
选择题
实验题
解答题
6~18分
二、重难点提示
重难点：力与运动的关系、应用牛顿运动定律解决问题。
【要点诠释】
一、牛顿第二定律的四性
性质
内容
瞬时性
力与加速度同时产生、同时消失、同时变化
同体性
在公式F＝ma中，m、F、a都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量
矢量性
加速度与合力方向相同
独立性
当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其他力无关；物体的加速度等于所有分力产生的加速度的矢量和
二、超重与失重
1. 物体具有向上的加速度（或具有向上的加速度分量）时处于超重状态，此时物体重力的效果变大。
2. 物体具有向下的加速度（或具有向下的加速度分量）时处于失重状态，此时物体重力的效果变小；物体具有向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态，此时物体重力的效果消失。
注意：①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉力等；②物体处于超重或失重（含完全失重）状态时，物体的重力并不因此而变化。
三、力F与直线运动的关系
例题1 如图所示，两个质量分别为m1＝2 kg、m2＝3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为F1＝30 N、F2＝20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则（ ）
A. 弹簧测力计的示数是25 N
B. 弹簧测力计的示数是50 N
C. 在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为5 m/s2
D. 在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2
思路分析：先整体分析，在两端水平拉力作用下，加速度方向向右，对整体由牛顿第二定律，F1－F2＝（m1＋m2）a，解得a＝2 m/s2；隔离m1，设弹簧测力计的示数是F，由牛顿第二定律F1－F＝m1a，解得F＝26 N，选项AB错误；在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计中拉力不变，m1的加速度不变，选项C错误；在突然撤去F1的瞬间，弹簧测力计中拉力不变，由牛顿第二定律－F＝m1a，m1的加速度a＝－13 m/s2，方向反向，选项D正确。
答案：D
技巧点拨：分析运动问题的动态变化，应首先根据物体的受力分析和初始条件（初速度），对物体进行运动分析，关注物体的受力变化对运动的影响，明确运动中哪些物理量是变化的以及如何变化，然后应用物理概念和规律求解。
例题2 如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象（以地面为参考系）如图乙所示。已知，则（ ）
A. 时刻，小物块离A处的距离达到最大值
B. 时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大值
C. 0～时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0～时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
思路分析：结合图乙，在0～t1时间内，物体往左做匀减速直线运动，t1时刻运动到最左边（相对地面），A错；在t1～t2时间内，物体往右做匀加速直线运动，但由于速度小于传送带的速度，物体与传送带的相对位移仍在增大，t2时刻相对传送带位移最大，B对；0～t2时间内，物体相对传送带向左运动，一直受到向右的滑动摩擦力，Ff＝μmg不变，但t2时刻以后物体相对传送带静止，摩擦力为0，CD错。
答案：B
例题3 用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速运动，从某时刻起力F随时间均匀减小，物体所受的摩擦力f随时间t的变化如图中实线所示，下列说法正确的是（ ）
A. F从时刻开始减小，时刻物体的速度刚变为零
B. F从时刻开始减小，时刻物体的速度刚变为零
C. F从时刻开始减小，时刻物体的速度刚变为零
D. F从时刻开始减小，时刻物体的速度刚变为零
思路分析：当物体在水平地面上滑动时，所受的摩擦力是滑动摩擦力，大小不变；当物体速度减为零后，其所受的静摩擦力随F均匀减小，结合图象可知，在时刻物体的速度刚变为零，因此F从时刻开始减小，选项A正确。
答案：A
【必考点】动力学观点分析动态运动问题
例题 如图所示，电动机带着绷紧的传送皮带始终以v0＝2 m/s的速度运动，传送带与水平面的夹角为30°。现把某一工件轻轻地放在皮带的底端，经过一段时间后，工件被送到高h＝2 m的平台上，已知工件与皮带间的动摩擦因数μ＝，g＝10 m/s2。求：
（1）工件从传送皮带底端运动到顶端所用的时间为多长？
（2）工件在传送带上形成的划痕有多长？
思路分析：（1）斜面长度＝4 m
工件轻放在传送带上时，根据牛顿第二定律
μmgcos30°－mgsin30°＝ma
解得工件的加速度a＝μgcos30°－gsin30°＝2.5 m/s2
故工件沿传送皮带向上做匀加速运动
工件达到速度v0＝2 m/s所需的时间t1＝＝0.8 s
此过程工件的位移＝0.8 m<L
此后工件与传送皮带相对静止，工件以v0＝2 m/s的速度做匀速直线运动
匀速运动到达顶端所用的时间＝1.6 s
所以工作从底端到顶端所用的时间t＝t1＋t2＝2.4 s
（2）在工件匀加速过程中，传送带的位移x2＝v0t1＝1.6 m
工作相对传送带的位移为Δx＝x2－x1＝0.8 m
即划痕长度为0.8 m
答案：（1）2.4s （2）0.8m
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