(浙江选考)2020版高考物理大一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲牛顿运动定律的应用课件.pptx
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1、,第三章 牛顿运动定律,第2讲 牛顿运动定律的应用,NEIRONGSUOYIN,内容索引,过好双基关,研透命题点,课时作业,回扣基础知识 训练基础题目,细研考纲和真题 分析突破命题点,限时训练 练规范 练速度,过好双基关,1.两类动力学问题 (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,具体逻辑关系如图所示:,运动情况,受力情况,一、两类动力学问题,加速度,运动学公式,牛顿第二定律,自测1 假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力大小差不多,当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动,它还能继续滑动
2、的距离约为 A.40 m B.20 m C.10 m D.5 m,答案,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:物体具有向上的加速度. 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:物体具有向下的加速度. 3.完全失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 的现象. (2)产生条件:物体的加速度ag,方向 .,大于,小于,等于零,竖直向下,二、超重与失重,自测2 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.
3、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,返回,研透命题点,1.对超重和失重的理解 (1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变. (2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失. (3)尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.,命题点一 超重与失重现象,2.判断超重和失重的方法,例1 (多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间
4、t变化的图线如图1所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力 A.t2 s时最大 B.t2 s时最小 C.t8.5 s时最大 D.t8.5 s时最小,图1,答案,解析 人乘电梯向上运动,规定向上为正方向,人受到重力和支持力两个力的作用,则有Fmgma,即Fmgma,根据牛顿第三定律知,人对地板的压力大小等于支持力的大小,将对应时刻的加速度(包含正负号)代入上式,可得选项A、D正确,B、C错误.,变式1 图2甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图,点O表示人的重心.图乙是根据传感器采集到的数据画出的Ft图线,两图中ag各点均对应,其中有几个点在图甲中没有画出.取重力加速度g10 m/
5、s2,根据图象分析可知 A.人的重力为1 500 N B.c点位置人处于失重状态 C.e点位置人处于超重状态 D.d点的加速度小于f点的加速度,答案,图2,解析 开始时人处于平衡状态,人对传感器的压力是500 N,根据平衡条件与牛顿第三定律可知,人的重力也是500 N,故A错误; c点时人对传感器的压力大于其重力,处于超重状态,故B错误; e点时人对传感器的压力大于其重力,处于超重状态,故C正确;,变式2 如图3所示,小明将叠放在一起的A、B两本书抛给小强,已知A的质量为m,重力加速度为g,两本书在空中不翻转,不计空气阻力,则A、B在空中运动时 A.A的加速度等于g B.B的加速度大于g C.
6、A对B的压力等于mg D.A对B的压力大于mg,答案,图3,解析 A、B两本书叠放在一起抛出,做加速度为g的抛体运动,处于完全失重状态,则A、B间的作用力为零,故A正确,B、C、D错误.,变式3 (2018金华市十校期末)一个质量为50 kg的人,站在竖直方向运动着的升降机地板上.他看到升降机上弹簧测力计挂着一个质量为5 kg的重物,弹簧测力计的示数为40 N,重物相对升降机静止,如图4所示, 则(g取10 m/s2) A.升降机一定向上加速运动 B.升降机一定向上减速运动 C.人对地板的压力一定为400 N D.人对地板的压力一定为500 N,解析 对重物,由mgFma得a2 m/s2,方向
7、竖直向下,升降机可能减速上升或者加速下降;对人,由MgFNMa得FN400 N,由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFN400 N,故C正确.,答案,图4,1.常见的动力学图象 vt图象、at图象、Ft图象等. 2.图象问题的类型 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况. (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况. (3)由已知条件确定某物理量的变化图象.,命题点二 动力学中的图象问题,3.解决图象问题的关键 (1)看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始. (2)理解图象的物理意义,能够抓住图象的一些关键点,如斜率、
8、截距、面积、交点、拐点等,判断物体的运动情况或受力情况,再结合牛顿运动定律求解.,例2 用水平力F拉静止在水平桌面上的小物块,水平力F方向不变,大小按图5甲所示规律变化,在F从0开始逐渐增大的过程中,物块的加速度a随时间变化的图象如图乙所示.重力加速度大小为10 m/s2,则下列关于物块与水平桌面间的最大静摩擦力Ffm、物块与水平桌面间的滑动摩擦力Ff、物块与水平桌面间的动摩擦因数、物块质量m的值正确的是 A.Ffm4 N B.0.1 C.Ff6 N D.m2 kg,答案,甲 乙,图5,解析 t2 s时,FfmF16 N;F1mgma1, 即6mgm. t4 s时,F2mgma2, 即12mg
9、3m, 解得m3 kg,0.1, 则Ffmg3 N.,变式4 (多选)水平地面上质量为1 kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用,F1、F2随时间的变化如图6所示,已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动,取g10 m/s2,则 A.物块与地面间的动摩擦因数为0.2 B.3 s末物块受到的摩擦力大小为3 N C.4 s末物块受到的摩擦力大小为1 N D.5 s末物块的加速度大小为3 m/s2,答案,图6,物块停止后,因两个力的差值小于最大静摩擦力,则物块不再运动,则5 s末物块的加速度为零,选项D错误.,变式5 如图7所示为质量m75 kg的滑雪运动员在倾角37的直滑道上由静止开始
10、向下滑行的vt图象,图中的OA直线是t0时刻速度图线的切线,速度图线末段BC平行于时间轴,运动员与滑道间的动摩擦因数为,所受空气阻力与速度成正比,比例系数为k.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8,则 A.滑雪运动员开始时做加速度增大的加速直线运动,最后做匀速运动 B.t0时刻运动员的加速度大小为2 m/s2 C.动摩擦因数为0.25 D.比例系数k为15 kg/s,答案,图7,解析 由vt图象可知 ,滑雪运动员开始时做加速度减小的加速直线运动,最后做匀速运动,故A错误; 在t0时刻,图线切线的斜率即为该时刻的加速度,故有a0 4
11、m/s2,故B错误; 在t0时刻开始加速时,v00,由牛顿第二定律可得mgsin kv0mgcos ma0,最后匀速时有vm10 m/s,a0,由平衡条件可得mgsin kvmmgcos 0,联立解得 0.25,k30 kg/s,故C正确,D错误.,1.解题关键 (1)两类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析; (2)两个桥梁加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁. 2.常用方法 (1)合成法 在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法. (2)正交分解法 若物体的受力个数较多(3个或3个以上),则采用正交分解法.,命题点三 动力学的两类基本问题,模型1 已知运动
12、情况求物体受力 例3 (2019届湖州市月考)2017年1月25日,在中央电视台播出的“2016年度科技盛典”节目中,海军电力工程专家马伟明院士表示正在研制“国产003型航母电磁弹射器”(如图8所示).它是由电磁弹射车给飞机一个辅助作用力,使飞机在较短的直跑道上获得较大的速度.假定航母始终处于静止状态,质量为M的飞机利用电磁弹射车起飞,飞机在t0时刻从静止开始在跑道上做匀加速运动,在t1时刻获得发射速度v.此过程中飞机发动机的推力恒为F,阻力恒为Ff.问:,图8,(1)电磁弹射车对飞机的辅助推力多大?,答案,解析 设飞机在匀加速过程中的加速度为a1,,由牛顿第二定律可得FFfF辅Ma1 ,(2
13、)若在t1时刻突然接到飞机停止起飞的命令,立刻将该飞机的推力和电磁弹射车的辅助推力同时反向但大小不变.要使飞机能安全停止,则飞行甲板L至少多长?,答案,解析 飞机在匀加速过程中滑行的距离为s1,设飞机在减速过程中的加速度为a2,由牛顿第二定律得 FFfF辅Ma2 飞机在减速过程中滑行的距离为s2,,要使飞机能安全停止,则飞行甲板长L需满足,变式6 爸爸和孩子们进行山坡滑草运动,该山坡可看成倾角37的斜面,一名孩子连同滑草装置总质量m80 kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t5 s内沿山坡斜面滑下的位移x50 m.(不计空气阻力,取g10 m/s2,sin 370.6,cos 370.8)问:
14、 (1)该孩子连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力Ff为多大?,答案,答案 160 N,沿山坡斜面方向,由牛顿第二定律得:mgsin Ffma 代入数值解得:Ffm(gsin a)80(100.64) N160 N,(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大?,答案,答案 0.25,解析 在垂直山坡斜面方向上,有:FNmgcos 0 又有:FfFN 联立并代入数据解得:,(3)该孩子连同滑草装置滑到坡底后,爸爸需把他连同装置拉回到坡顶,试求爸爸至少用多大的力才能拉动?,答案,答案 640 N,解析 FfFf,根据平衡条件,沿山坡斜面方向,有: FFfmgsin 37160 N80100.6 N
15、640 N,模型2 已知物体受力求运动情况 例4 有一种公交电车站,车站站台的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图9甲所示,这样既可以节能又可以节省停车所需的时间.为简化问题,现设两边倾斜部分AB段和CD段均为直轨道,长度均为L200 m,水平部分BC段长度也为L200 m,站台的高度h未知,如图乙所示,各段道路交接处均为圆滑连接.一长度可忽略的电车自站台左前方以v072 km/h的速度驶向站台,为了节能,司机在未到站时即关闭电车电源,经过时间t1100 s后到达A点,接着冲上了倾斜轨道,到达站台上的B点时速度为vB18 km/h,此时司机还需启动刹车系统,使得电车最终正好停在B
16、C段的中点.已知电车在各段轨道上所受摩擦力(不含刹车时所增加的阻力)可认为等于其自身总重力的0.01倍,刹车过程所增加的阻力可看做恒力,空气阻力忽略不计,忽略电车经过各道路交接处的能量损失及可能腾空对研究问题的影响,g取10 m/s2,求:,图9,(1)电车到达A点时的速度大小vA;,答案,答案 10 m/s,解析 电车从切断电源到A点由牛顿第二定律得 0.01mgma1,解得a10.1 m/s2 由运动学公式得vAv0a1t1 解得vA10 m/s,(2)电车从站台B点到最终停止所需的时间t;,答案,答案 40 s,(3)该电车站台的高度h.,答案,答案 1.75 m,解析 电车从A点到B点
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