学无止境
第三讲:牛顿运动定律的应用
适用学科适用区域或版本
知识点
高中物理人教版
适用年级课时时长(分钟)
高中三年级120分钟
1.对瞬态变化问题的考查2.对超重、失重问题的考查3.对动力学两类基本问题的考查
教学目标
一、知识与技能
1、深刻认识超重、失重问题的分析过程和方法2、正确理解瞬态变化问题并解决相关问题3、认识理解动力学两类基本问题并能解决实际问题二、
过程与方法
1、结合高考模型题,了解和认识超重、失重分析的过程和方法
2、结合高考预测趋势,进一步加深动力学两类基本问题的解决方法三、
情感、态度与价值观
1、理解和认识超重、失重,培养学生理论结合实际的分析能力
2、结合解决动力学两类基本问题,培养学生分析解决问题的能力
学无止境
教学重点
对瞬态变化问题的考查、对超重、失重问题的考查
教学难点
教学过程一、考纲要求
考点
对动力学两类基本问题的考查
要求考点解读
牛顿运动定律是中学物理的基础,
牛顿第一定律、牛顿第三定律
Ⅰ
更是力学的核心知识,在整个物理
牛顿第二定律
Ⅱ
对牛顿运动定律的考查频率非常
超重和失重
Ⅱ
高,预计在2015年高考中,牛顿运动定律仍是考查的知识点之一,将
两种动力学问题
Ⅱ
主要考查考生分析问题、应用知识的能力,考查牛顿运动定律在动力
牛顿定律的综合应用
学综合问题、电场与磁场中电荷运
Ⅱ
动问题、电磁感应综合问题中的应用.
学中占有非常重要的地位,近几年
二、知识讲解考试分析:
【考情分析】
学无止境
【考点预测】
牛顿运动定律是中学物理的基础,更是力学的核心知识,在整个物理学中占有非常重要的地位,近几年对牛顿运动定律的考查频率非常高,预计在高考中,牛顿运动定律仍是考查的知识点之一,
2015年
将主要考查考生分析问题、应用
知识的能力,考查牛顿运动定律在动力学综合问题、电场与磁场中电荷运动问题、电磁感应综合问题中的应用.
考点/易错点1、对瞬态变化问题的考查
牛顿第二定律的表达式为
F合=ma,其核心是加速度与合外力的瞬时对应关
系,即力的瞬时变化将导致加速度的瞬时变化,加速度的变化不需要时间的积累,加速度和力同时存在、同时变化、同时消失,题目中常伴随一些诸如“瞬时”、“突然”、“猛地”等标志性词语.在分析瞬时对应关系时应注意:(1)“轻绳”模型:轻绳的质量和重力均可视为零,只能受拉力作用,不能承受压力,各处受力相等且沿绳子背离受力物体,轻绳一般不可伸长,拉力可以发生突变.
(2)“轻质弹簧”模型:轻质弹簧的质量和重力都不计,既能受拉力作用,也能受压力作用(橡皮筋除外),其受力方向与弹簧形变方向相反,因其发生形变需要一定时间,故其所受弹力不能发生突变,但当弹簧或橡皮筋被剪断时,其所受的弹力立即消失.
考点/易错点2、对超重、失重问题的考查
1.超重和失重的实质
学无止境
物体发生超重或失重现象时,它的重力并没有发生变化,而是对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化,发生超重或失重时对支持物的压力悬挂物的拉力)又称为视重,即我们感觉物体的重力好像发生了变化.2.超重和失重状态的判断
如果物体有竖直向上的加速度
(或分加速度)时,物体处于超重状态;如果物
(或对
体有竖直向下的加速度(或分加速度)时,物体处于失重状态,也就是说超重或失重现象仅与加速度方向有关,与物体运动方向、速度大小无关.3.在完全失重状态下,一切由于重力产生的现象都会消失,
例如在太空飞行的
宇宙飞船中天平不能称物体的质量、水银气压计不能测出气压、浸没在液体中的物体不再受浮力作用等.
4.对于系统处于超重、失重的判定不能只看某一物体,要综合分析某一物体的
加速运动会不会引起其他物体运动状态的变化,
如台秤上放一盛水容器,水
中一细线一端拴一木球,另一端拴于盛水容器的底部,剪断细线,木球加速上升的同时有相同体积的水以相同加速度在加速下降,减小.
综合起来台秤示数会
考点/易错点3、对动力学两类基本问题的考查
1.用动力学方法解题时应抓住“两个分析”:“受力分析”和“运动过程分析”;“一
个桥梁”:加速度的求解.
2.多运动过程问题要逐一分析每一过程的受力情况和运动情况.
转折点的受力、状态的特点,往往是解题的关键.
两个运动过程
三、例题精析
【例题1】
学无止境
【题干】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B.弹簧测力计的示数是C.在突然撤去力
F2
25 N 50 N
m1的加速度大小为
5 m/s
2
的瞬间,
D.在突然撤去力F1的瞬间,m1的加速度大小为13 m/s
2
【答案】D【解析】
2
以m1、m2整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得a=
F1-F2
m1+m2
=
2 m/s,以m1为研究对象,F1-F=m1a,解得F=26 N,故选项A、B错误.在突然撤去力F2的瞬间,弹簧的弹力不发生变化,故
m1的加速度不发生变化,选
F2
项C错误.在突然撤去力F1的瞬间,m1的加速度大小为a1==13 m/s,选项
m1D正确.
【例题2】
【题干】我国神舟十号载着三位航天员顺利升空,完成任务后返回舱
返回地面.图5为返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则
(
)