第3讲 牛顿运动定律的综合应用
牛顿运动定律的应用 (考纲要求 Ⅱ) 1.动力学的两类基本问题 (1)已知受力情况求物体的____________． (2)已知运动情况求物体的____________． 2．解决两类基本问题的方法 以______为“桥梁”，由____________和____________列方程求解，具体逻辑关系如图：
超重和失重 (考纲要求 Ⅰ) 1.超重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有______的加速度． 2．失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有______的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)______的现象称为完全失重现象．
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．
(1)超重时物体的重力大于mg.( ) (2)失重时物体的重力小于mg.( )
(3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．( )
(4)物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与速度方向无关．( )
基 础 自 测 1．(单选)关于超重和失重的下列说法中，正确的是( )．
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化 2．(单选)下列实例属于超重现象的是( )． A．汽车驶过拱桥顶端时 B．火箭点火后加速升空时
C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动时 D．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时
3．(2013·新课标卷Ⅰ，14)(单选)如图3－3－1是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距
离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据．伽利略可以得出的结论是( )．
A．物体具有惯性
B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关 C．物体运动的距离与时间的平方成正比 D．物体运动的加速度与重力加速度成正比
4．(单选)质量为1 kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在t s内的位移为x m，则F的大小为(单位为N)( )．
2x2xA.2 B． t2t－12x2xC． D．
2t＋1t－15．(单选)一个原来静止的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下，则5 s末的速度
及5 s内通过的路程为( )．
A．8 m/s 25 m B．2 m/s 25 m C．10 m/s 25 m D．10 m/s 12.5 m
热点一 动力学的两类基本问题
解决两类动力学基本问题应把握的关键
(1)做好两个分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； 根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度变化情况及速度变化情况．
(2)抓住一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁．
【典例1】 (2013·江南十校联考，22)如图3－3－2所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙平面的平滑连接．现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，最终停在水平面上的C点．已知A点距水平面的高度h＝0.8 m，B点距C点的距离L＝2.0 m．(滑块经过B点时没有能量损失，g＝10 m/s2)，求：
(1)滑块在运动过程中的最大速度； (2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ；
(3)滑块从A点释放后，经过时间t＝1.0 s时速度的大小．
图3－3－2
【跟踪短训】
图3－3－3
1．2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功．设某一舰载机的质量为m＝2.5×104 kg，速度为v0＝42 m/s，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，舰载机将在甲板上以a0＝0.8 m/s2的加速度做匀减速运动，着舰过程中航母静止不动．
(1)舰载机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里？
(2)为了舰载机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了阻拦索让舰载机减速，同时考虑到舰载机挂索失败需要复飞的情况，舰载机着舰时不关闭发动机．图示3－3－3为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景，此时发动机的推力大小为F＝1.2×105 N，减速的加速度a1＝20 m/s2，此时阻拦索夹角θ＝106°，空气阻力和甲板阻力保持不变．求此时阻拦索承受的张力大小？(已知：sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
热点二 对超重、失重的理解
1．不论是超重、失重、完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变．
2．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系．下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系. 加速度 超重、失重 视重F a＝0 不超重、不失重 F＝mg a的方向竖直向上 a的方向竖直向下 超重 失重 F＝m(g＋a) F＝m(g－a)
a＝g，竖直向下 完全失重 F＝0 【典例2】 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3－3－4所示，在这段时间内下列说法中正确的是( )．
图3－3－4
A．晓敏同学所受的重力变小了
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向下运动
g
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
5
反思总结 判断超重和失重现象的三个技巧 1．从受力的角度判断
当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．
2．从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态． 3．从速度变化角度判断
(1)物体向上加速或向下减速时，超重；
(2)物体向下加速或向上减速时，失重． 【跟踪短训】
2．如图3－3－5所示，是某同学站在力传感器上，做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为牛顿)，横坐标为时间(单位为秒)．由图可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到的信息有( )．
图3－3－5
A．该同学做了两次下蹲——起立的动作
B．该同学做了一次下蹲——起立的动作，且下蹲后约2 s起立 C．下蹲过程中人处于失重状态
D．下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
物理建模 3.传送带模型 滑板—滑块模型(模型演示见PPT课件)
传送带模型
1．水平传送带模型 图示 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速
项目 情景1 滑块可能的运动情况 情景2 (1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)v0 图3－3－6 (1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小； (2)求行李做匀加速直线运动的时间； (3)如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率． 反思总结 对于传送带问题，一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型，尤其注意要根据具体情况适时进行讨论，看一看有没有转折点、突变点，做好运动阶段的划分及相应动力学分析． 图3－3－7 即学即练1 如图3－3－7所示，倾角为37°，长为l＝16 m的传送带，转动速度为v＝10 m/s，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m＝0.5 kg的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2.求：
第十五讲 牛顿第二定律综合应用-满分班
