第3講牛頓運動定律的應用考點1動力學的兩類基本問題

2．第二類問題：根據物體的運動情況確定物體的受力情況．其解題基本思路是：分析清楚物體的運動情況(性質、已知條件等)，選用運動學公式求出物體的加速度；再利用牛頓第二定律求力．

3．在處理力和運動的兩類基本問題時，關鍵在于加速度a，加速度是聯結運動學公式和牛頓第二定律的橋梁，可畫方框圖如下：4.應用牛頓運動定律解題的一般步驟

(1)確定研究對象．可根據題意選某一物體或幾個物體組成的系統為研究對象．有的物體雖是涉及對象但受力或運動情況不明不能選為研究對象，需要根據牛頓第三定律轉移研究對象分析．

(2)全面分析研究對象的受力情況，正確畫出受力示意圖． (3)全面分析研究對象的運動情況，畫出運動過程示意簡圖．特別注意：若所研究運動過程的運動性質、受力情況并非恒定不變時，則要把整個運動過程分成幾個不同的運動階段詳細分析.(4)利用牛頓第二定律(在已知受力情況時)或運動學公式(在運動情況已知時)求出加速度．(5)利用運動學公式或牛頓運動定律進一步解出所求物理量．各物理量統一用國際單位制單位．

1．(單選)一物體初速度

v0＝5m/s，沿著傾角37°的斜面勻加速向下運動，若物體和斜面間的動摩擦因數為0.25，求3秒)C末的速度(斜面足夠長)( A．12m/s C．17m/sB．15m/sD．20m/s

2．用一水平恒力將質量為250kg的木箱由靜止開始沿水平地面推行50m，歷時10s，若物體受到阻力是物重的0.1倍，則外加的推力多大？(g取10m/s2)【教師參考·備選題】以初速度

v0

豎直上拋一個質量為m的物體，設物體在運動過程中所受空氣阻力大小不變，物體經過時間t到達最高點．求：(1)物體由最高點落回原地所用時間t1.(2)物體落回原地時的速度v1

的大小．解：物體的運動分為上升階段和下降階段，再分析這兩個階段物體的受力情況和運動情況．取向上為正．上升階段：體受重力mg和空氣阻力f，方向都向下，由牛頓第二定律得： －(mg＋f)＝－ma考點2超重和失重1．超重和失重的定義大于(1)超重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)_______物體所受重力的現象．小于

(2)失重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)_______物體所受重力的現象． (3)完全失重：物體對支持物的壓力(或對懸繩的拉力)為____的現象．零2．發生超重或失重現象的條件上加速(1)發生超重現象的條件：具有向_____的加速度．如物體向上做________運動或向下做_________運動．減速下(2)發生失重現象的條件：具有向_____的加速度．如物體做向上______運動或向下________運動．減速加速

(3)拓展：物體運動時，只要加速度具有向上的分量，物體就處于超重狀態；同理只要加速度具有向下的分量，物體就處于失重狀態．3．超重和失失重的本質超重和失重重在本質上上并不是物物體受到的的重力(實實重)發生生了變化，而是是物體在豎豎直方向有有加速度時時，物體對支支持物的壓壓力或對懸繩的的拉力(視重)發發生了變化化，即看起起來好象物物體的重力力變了，但實際際上物體的的重力并沒沒有發生變變化．D3．(單選)下列關于超超重和失重重的說法中，，正確的是是()A．物體處于于超重狀態態時，其重重力增加了了B．物體處于于完全失重重狀態時，，其重力為為零C．物體處于于超重或者者失重狀態態時，其慣慣性比物體體處于靜止止狀態時增加加或減小了了D．物體處于于超重或者者失重狀態態時，其質質量和受到到的重力都都沒有發生變變化解析：不管管是超重還還是失重，，發生變化化的是視重重，而物體體的實際重力力并沒有變變化；衡量量物體慣性性大小的因因素為物體體的質量，超重和和失重時物物體的質量量均無變化化，所以慣慣性也未變變化．因此正確答答案為D.4．(單選)某同學站在在體重計上，，在他迅速速下蹲的過過程中體重計示數將將()DA．始終變小小B．始終變大大C．先變大，，后變小，最后等等于他的重重力D．先變小，，后變大，，最后等于于他的重力力解析：該同學下蹲蹲過程中先先加速下降降、后減速速下降．在在加速下降過程程中，其加加速度方向向向下，人人處于失重重狀態，體體重計示數小于人人的重力；；在減速下下降過程中中，其加速速度方向向向上，人處于超重重狀態，體體重計示數數大于人的的重力．人人最后蹲在在體重計上靜止時時體重計示示數等于人人的重力．．考點3應用牛頓運運動定律的的方法1．正交分分解法：當當物體的受受力情況較較復雜時，，根據物體體所受力的具體體情況和運運動情況建建立合適的的直角坐標標系，利用用正交分解法來解解．2．整體法法和隔離法法解決力學問問題時，為為解題方便便，常將研研究對象與與其他物體體隔離出來進進行受力分分析，應用用相應的定定律來分析析求解，這這種方法稱為隔離離法．但有有時又要以以整體為研研究對象(此時要求求整體內部有相同的的加速度)，然后對對整體進行行研究，這這種方法稱稱為整體法．整體法法和隔離法法在解題中中往往是交交替使用．．(1)對于于系統中各各物體的加加速度都相相同的連接接體問題，，由于在系統中將將各物體看看成一個整整體，可先先分析整體體的受力情情況和運動情況，，然后根據據牛頓第二二定律，求求出整體所所受外力的的某一未知力或加加速度．若若要求系統統中兩個物物體間的作作用力，則則應用隔離法．將將系統中的的一個物體體從系統隔隔離出來，，進行受力力分析，然后根據牛牛頓第二定定律，求出出相互作用用力中的某某一個未知知力，這類問題是是整體法和和隔離法交交替應用來來解決的．．(2)對于于系統中各各物體的加加速度各不不相同，如如在系統中中有一個物體加速速運動，另另一個物體體靜止，且且相互作用用，這類問問題應采用牛頓第第二定律和和平衡條件件聯立來求求解，應用用隔離法．．通過對某一物體體的分析，，應用牛頓頓第二定律律(或平衡衡條件)求求出兩物體體間的作用力力，再過渡渡到另一物物體上，應應用平衡條條件(或牛牛頓第二定律)求出出最后結果果．5．(單選)兩個質量相相同的物體1和2緊靠在在一起放在在光滑水平桌面上上，如圖3－3－－1所示示．如果它它們分別受受到水平推推力)CF1和F2，且F1＞F2，則1施施于2的作用用力的大小小為(圖3－3－1圖136．如圖3－3－－2所示示，質量為為0.5kg的的物體在在與水平面面成30°角的的拉力F作用下，沿沿水平桌面面向右做直直線運動，，經過0.5m的距離速度度由0.6m/s變為為0.4m/s，已知物物體與桌面面間的動摩摩擦因數μ＝0.1，，求作用力力F的大小．(g＝10m/s2)圖3－3－2解：對物體受力力分析，建建立直角坐坐標系如圖圖14.圖14熱點1連接體問題題【例1】在2008年北北京殘奧會會開幕式上，運運動員手拉拉繩索向上攀登，，最終點燃燃了主火炬炬，體現了了殘疾運動動員堅韌不不拔的意志和自強強不息的精精神．為了了探究上升升過程中運運動員與繩繩索和吊椅間的作作用，可將將過程簡化化．一根不不可伸縮的的輕繩跨過過輕質的定滑輪，，一端掛一一吊椅，另另一端被坐坐在吊椅上上的運動員員拉住，如圖3－－3－3所所示．設設運動員的的質量為65kg，吊椅的的質量為15kg，不計定滑輪輪與繩子間間的摩擦．．重力加速速度取g＝10m/s2.當運動員與吊椅一一起正以加加速度a＝1m/s2上升時，試試求：圖3－3－3(1)運動動員豎直向向下拉繩的的力；(2)運動動員對吊椅椅的壓力．．解析：解法一：(1)設運動員受受到繩向上上的拉力為為F，由于跨過定滑輪輪的兩段繩繩子拉力相相等，吊椅椅受到繩的的拉力也是是F.對運動員和吊吊椅整體進進行受力分分析如圖3－3－4甲所示，則則有：2F－(m人＋m椅)g＝(m人＋m椅)a甲乙圖3－3－4解得F＝440N由牛頓第三三定律，運運動員豎直直向下拉繩繩的力：F′＝440N(2)設吊椅對運運動員的支支持力為FN，對運動員員進行受力力分析如圖乙所示示，則有：：F＋FN－m人g＝m人aFN＝275N由牛牛頓頓第第三三定定律律，，運運動動員員對對吊吊椅椅的的壓壓力力為為275N.解法法二二：：設運運動動員員和和吊吊椅椅的的質質量量分分別別為為M和m；運運動動員員豎豎直向向下下的的拉拉力力為為F，對對吊吊椅椅的的壓壓力力大大小小為為FN.根據據牛牛頓頓第第三三定定律律，，繩繩對對運運動動員員的的拉拉力力大大小小為為F，吊吊椅椅對對運動動員員的的支支持持力力為為FN.分別別以以運運動動員員和和吊吊椅椅為為研研究究對對象象，，根根據據牛頓第第二二定定律律①②F＋FN－Mg＝MaF－FN－mg＝ma由①①②②得得F＝440N，FN＝275N.連接接體體問問題題是是牛牛頓頓第第二二定定律律應應用用中中的的重重點點，，體體現現在在多個個物物體體相相對對靜靜止止，，一一起起運運動動時時，，可可以以把把這這些些相相對對靜靜止止的的物物體體看做做連連接接體體，，連連接接體體中中的的每每一一部部分分都都具具有有相相同同的的加加速速度度．．同同時時，，有些些情情況況，，比比如如帶帶有有滑滑輪輪的的題題目目中中，，也也可可以以把把連連接接體體問問題題看看成成兩個個物物體體具具有有大大小小相相同同的的加加速速度度的的問問題題來來求求解解．．要要點點是是連連接接體體中，，整整體體的的加加速速度度與與其其中中每每一一個個個個體體的的加加速速度度均均相相同同．．1．(雙選選)(2010年東東莞莞一中中模模擬擬)如圖圖3－3－5所示示，，A、B兩物物體體質質量量分分別別為為mA、mB，緊緊靠靠著著放放在在光光滑滑水水平平面面上上，，現現用用水水)平力力F推A，用用FN表示示A對B的壓壓力力，，以以下下判判斷斷正正確確的的是是(A．若若mA＝mB，則則FN＝FB．若若mA＝mB，則則FN<FC．若若mA>mB，則則FN<FD．若若mA>mB，則則FN>FBC圖3－3－5解析：本題無需需計算，，由于整整體與B的加速度度相同，，故整體受的合合外力F一定大于于B受的合外外力，故故選擇B、C.熱點2超重和失失重【例2】(雙選)(廣東六校校2011屆高三聯聯考)如圖3－3－－6所示，輕質質彈簧的的上端固定定在電梯梯的天花花板上，，彈簧下下端懸掛掛一個小鐵球，，在電梯梯運行時時，乘客客發現彈彈簧的伸伸長量比比電梯靜靜止時的伸長長量大了了，這一一現象表表明()圖3－－3－6A．電梯梯一定是是在下降降B．電梯梯可能是是在上升升C．電梯梯的加速速度方向向一定是是向下D．乘客客一定處處在超重重狀態BD解析：電梯靜止止時，彈彈簧的拉拉力和小小鐵球所所受重力力相等．．現在，彈彈簧的伸伸長量變變大，則則彈簧的的拉力變變大，小小鐵球的的合力方向向上上，加速速度方向向向上，，小鐵球球處于超超重狀態態．但是是電梯的運動方方向可能能向上也也可能向向下，故故選BD.由于超重重失重在在現實生生活中常常見，所所以高考考比較注注重本部分分的考察察．要注注意的是是，超重重、失重重只是兩兩個現象象，并不能用超超重和失失重現象象來直接接解決問問題．解解決超重重失重的的問題最終還是是利用牛牛頓第二二定律的的知識．．2．(雙選)(2010年廣東實實驗中學學高三月月考)在最近的的校運會會上，體重重為m＝50kg的的小維維在最后后一次以以背越式式成功地地跳過了1.80米的的高度奪奪得高三三級跳高高冠軍，，他成為為了我們們心中的偶偶像．如果忽略略空氣阻阻力，則則下列關關于小維維跳高過過程中的的說法正正確的有()ACA．小維維下降過過程處于于失重狀狀態B．小維維起跳以以后在上上升過程程處于超超重狀態C．小維維起跳時時地面對對他的支支持力大大于他的的重力D．小維維起跳時時地面對對他的支支持力小小于他的的重力解析：忽略空氣氣阻力，，跳高過過程可以以看成豎豎直上拋拋運動，，全過程具具有向下下的加速速度，上上升過程程和下落落過程都都處于完完全失重狀態，，故A正確，B錯誤．跳跳高運動動員要從從地面跳跳起，必必須具有豎直直向上的的加速度度，所以以地面給給運動員員的支持運動員的重力，故C正確．易錯點：：整體法法和隔離離法的應應用【例1】如圖3－3－7，m和M保持相對對靜止，，一起沿沿傾角為θ的光滑斜斜面下滑滑，則M和m間的摩擦擦力大小小是多少少？圖3－－3－7錯解分析析：錯解：以以m為研究對對象，如如圖3－3－8，物體受重力mg、支持力力N、摩擦力力f，如圖建建立坐標標有：圖3－－3－8再以m＋M為研究對對象分析析受力，，如圖3－3－9，圖3－－3－9(m＋M)g·sinθ＝(M＋m)a③據式①②③解得f＝0，所以m與M間無摩擦擦力．造成錯解解主要是是沒有好好的解題題習慣，，只是盲盲目的模模仿，似乎解題題步驟不不少，但但思維沒沒有跟上上．要分分析摩擦擦力就要要找接觸面，摩摩擦力方方向一定定與接觸觸面相切切，這一一步是堵堵住錯誤誤的起點．犯以以上錯誤誤的客觀觀原因是是思維定定勢，一一見斜面面就覺得得摩擦力應沿斜斜面方向向．歸結結還是對對物理過過程分析析不清．．正確解析析：因為m和M保持相對對靜止，，所以可可以將(m＋M)整體視為為研究對對象．受受力分析析，如圖圖3－3－9，建建立坐坐標，，根據據牛頓第第二定定律列列方程程：x：(M＋m)gsinθ＝(M＋m)a①解得a＝gsinθ，方向向沿斜斜面向向下．．因為要要求m和M間的相相互作作用力力，再再以m為研究究對象象，受受力如圖圖3－3－10.圖3－3－10因為m、M的加速速度是是沿斜斜面方方向，，需將將其分分解