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首页 高考物理(人教版·全国卷地区专用)一轮复习课件:第6讲 牛顿运动定律的应用1

高考物理(人教版·全国卷地区专用)一轮复习课件:第6讲 牛顿运动定律的应用1.ppt

高考物理(人教版·全国卷地区专用)一轮复习课件:第6讲 牛顿运…

高江辉
2019-04-04 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高考物理(人教版·全国卷地区专用)一轮复习课件:第6讲 牛顿运动定律的应用1ppt》,可适用于人文社科领域

第讲 牛顿运动定律的应用返回目录第讲 牛顿运动定律的应用返回目录核心题空加速度加速度一、动力学的两类基本问题.由物体的受力情况判断运动情况:处理这类问题的基本思路是:先求出几个力的合力由牛顿第二定律(F合=ma)求出再由运动学的有关公式求出速度或位移..由物体的运动情况判断受力情况:处理这类问题的基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出再由牛顿第二定律求出合力从而确定未知力.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录核心题空图shy说明:不管是哪种类型一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度然后再由此得出问题的答案.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录核心题空大于向上小于向下等于零二、超重和失重.超重()超重现象:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)物体所受重力的情况称为超重现象.()产生条件:物体具有的加速度..失重()失重现象:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)物体所受重力的情况称为失重现象.()产生条件:物体具有的加速度..完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)的情况称为完全失重现象.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录核心题空视重实重.视重与实重()当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时弹簧测力计或台秤的示数称为.视重大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.()物体实际受到的重力大小称为.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录核心题空连接体隔离体外力外力内力内力三、连接体与隔离体.连接体与隔离体:两个或两个以上物体相连接组成的物体系统称为.如果把其中某个(或几个)物体隔离出来该物体称为..外力和内力()以物体系为研究对象系统之外其他物体的作用力是系统受到的而系统内各物体间的相互作用力为.()求外力时应用牛顿第二定律列方程不考虑如果把物体隔离出来作为研究对象则这些内力将转换为隔离体的.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录易错判断第讲 牛顿运动定律的应用返回目录易错判断第讲 牛顿运动定律的应用返回目录易错判断第讲 牛顿运动定律的应用返回目录易错判断第讲 牛顿运动定律的应用返回目录考点一 动力学的两类基本问题解决动力学两类问题的基本思路图shy第讲 牛顿运动定律的应用返回目录例 middot长春调研如图shy甲所示一个可视为质点的质量m=kg的物块在粗糙水平面上滑行经过A点时物块速度为v=ms同时对其施加一与运动方向相反的恒力F此后物块速度随时间变化的规律如图乙所示g取ms求:()物块与水平面之间的动摩擦因数mu和所施加的恒力F大小()从施加恒力F开始物块再次回到A点时的速度大小.图shy第讲 牛顿运动定律的应用返回目录() N ()ms解析()从图像可知~s内物体做匀减速运动加速度大小a=ms由牛顿第二定律F+mumg=ma~s物体做反方向的匀加速直线运动加速度大小a=ms由牛顿第二定律F-mumg=ma联立解得F=Nmu=()由vshyt图像可得匀减速阶段的位移x=m反方向匀加速运动的位移x=,A)eqf(v,a)解得速度vA=eqr()ms=ms第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 middot郑州一模观光旅游、科学考察经常利用热气球保证热气球的安全就十分重要.科研人员进行科学考察时气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M=kg在空中停留一段时间后由于某种故障气球受到的空气浮力减小当科研人员发现气球在竖直下降时气球速度为v=ms此时开始计时经过t=s时间气球匀加速下降了h=m科研人员立即抛掉一些压舱物使气球匀速下降.不考虑气球由于运动而受到的空气阻力气球下降过程中所受的空气浮力不变重力加速度g取ms()气球加速下降阶段的加速度多大?()抛掉的压舱物的质量m多大?()抛掉一些压舱物后气球经过时间t=s气球下降的高度是多大?第讲 牛顿运动定律的应用返回目录()ms ()kg ()m解析()设气球匀加速下降的加速度为a受到空气的浮力为F由运动学公式可知h=vt+eqf(,)ateqoal(,)解得a=ms()由牛顿第二定律得Mg-F=Ma抛掉质量为m的压舱物气球匀速下降则(M-m)g=F解得m=kg第讲 牛顿运动定律的应用返回目录()设抛掉压舱物时气球的速度为v经过t=s下降的高度为H由运动学公式可知v=v+atH=vt解得H=m第讲 牛顿运动定律的应用返回目录考点二 超重与失重问题物理题根例 (多选)如图shy所示木箱顶端固定一竖直放置的弹簧弹簧下方连接一物块木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力.若在某段时间内物块对箱底刚好无压力则在此段时间内木箱的运动状态可能为(  )图shyA.加速下降B.加速上升C.物块处于失重状态D.物块处于超重状态第讲 牛顿运动定律的应用返回目录AC 解析木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态.当物块对箱底刚好无压力时重力、弹簧弹力不变其合力竖直向下所以系统的加速度向下物块处于失重状态可能加速下降选项A、C正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录middot题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律考查运动过程中的超重、失重问题.对超重、失重问题的分析应注意:()超重、失重现象的实质是物体的重力的效果发生了变化重力的效果增大则物体处于超重状态重力的效果减小则物体处于失重状态.重力的作用效果体现在物体对水平面的压力、物体对竖直悬线的拉力等方面在超重、失重现象中物体的重力并没有发生变化.()物体是处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向而不是速度的方向.只要加速度有竖直向上的分量物体就处于超重状态只要加速度有竖直向下的分量物体就处于失重状态当物体的加速度等于重力加速度时(竖直向下)物体就处于完全失重状态.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录()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如天平不能测量物体的质量、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录middot变式网络图shy第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 下列关于超重和失重的说法中正确的是(  )A.物体处于超重状态时所受重力增大处于失重状态时所受重力减小B.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时升降机必定处于下降过程C.在月球表面行走的人处于失重状态D.物体处于超重或失重状态时其质量及受到的重力都没有变化第讲 牛顿运动定律的应用返回目录D 解析处于超重或失重状态时物体的重力并不变化变化的是重力的作用效果如对水平支持物的压力、对竖直绳的拉力发生了变化所以选项A错误物体处于失重状态时必有向下的加速度(或分量)但是物体可以向上做减速运动也可以向下做加速运动所以选项B错误在月球上重力是由月球的引力产生的同一物体在月球上的重力小于其在地球上的重力但物体并不是处于失重状态所以选项C错误超重或失重状态下物体的质量不变重力不变选项D正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 (多选)一人乘电梯上楼在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图shy所示以竖直向上为a的正方向则人对地板的压力(  )图shyA.t=s时最大B.t=s时最小C.t=s时最大D.t=s时最小第讲 牛顿运动定律的应用返回目录AD 解析区分超重与失重的关键是看加速度的方向:加速度向上时超重加速度向下时失重.对人进行受力分析可知FN-G=ma即FN=ma+Ga大(小)则支持力大(小)由牛顿第三定律可知人对地板的压力也大(小)故选项A、D正确B、C错误.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 (多选)飞船绕地球做匀速圆周运动宇航员处于完全失重状态时下列说法正确的是(  )A.宇航员不受任何力作用B.宇航员处于平衡状态C.地球对宇航员的引力全部用来提供向心力D.正立和倒立时宇航员一样舒服第讲 牛顿运动定律的应用返回目录CD 解析飞船绕地球做匀速圆周运动时飞船以及里面的宇航员都受到地球的万有引力选项A错误宇航员随飞船绕地球做匀速圆周运动宇航员受到地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力不是处于平衡状态选项B错误选项C正确完全失重状态下重力的效果完全消失正立和倒立情况下身体中的器官都是处于悬浮状态没有差别所以一样舒服选项D正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 (多选)在台秤的托盘上固定一斜面体斜面与水平面的倾角为theta斜面体质量为M现在斜面上放一质量为m的物体则(  )A.若物体从斜面上匀速下滑台秤示数为(M+m)gB.若物体从斜面上匀速下滑台秤示数大于(M+m)gC.若物体从光滑斜面上加速下滑台秤示数为(M+mcostheta)gD.若物体从光滑的斜面上加速下滑台秤示数为(M+m)g第讲 牛顿运动定律的应用返回目录AC 解析若物体从斜面上匀速下滑系统受力平衡台秤示数为(M+m)gA正确B错误若物体从光滑斜面上加速下滑对斜面体根据牛顿第二定律有N=Mg+mgcosthetamiddotcostheta由牛顿第三定律可知台秤示数为(M+mcostheta)gD错误C正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录考点三 整体法与隔离法的应用应用牛顿第二定律解决连接体类问题时正确地选取研究对象是解题的关键.若连接体内各物体具有相同的加速度且不需要求物体之间的作用力则可以把它们看成一个整体分析整体受到的合外力应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)若连接体内各物体的加速度不相同或者需要求出系统内各物体之间的作用力则需要把物体从系统中隔离出来应用牛顿第二定律列方程求解若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求物体之间的作用力则可以先用整体法求出加速度然后再用隔离法选取合适的研究对象应用牛顿第二定律求作用力即ldquo先整体求加速度后隔离求内力rdquo.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录例 (多选)middot全国卷Ⅱ在一东西向的水平直铁轨上停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F当机车在西边拉着这列车厢以大小为eqf(,)a的加速度向西行驶时P和Q间的拉力大小仍为F不计车厢与铁轨间的摩擦每节车厢质量相同则这列车厢的节数可能为(  )A.B.C.D.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录BC 解析设这列车厢的节数为nP、Q挂钩东边有k节车厢每节车厢的质量为m由牛顿第二定律可知:eqf(F,km)=eqf(,)eqf(F,(n-k)m)解得k=eqf(,)nk是正整数n只能是的倍数故B、C正确A、D错误.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 (整体法与隔离法交替应用)a、b两物体的质量分别为m、m由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力竖直向上拉着a使a、b一起向上做匀加速直线运动时弹簧伸长量为x当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时弹簧伸长量为x如图shy所示则(  )图shy第讲 牛顿运动定律的应用返回目录A.x一定等于xB.x一定大于xC.若mm则xxD.若mm则xx第讲 牛顿运动定律的应用返回目录A 解析以左图的整体为研究对象由牛顿第二定律F-(m+m)g=(m+m)a以左图的物体b为研究对象有kx-mg=ma联立解得kx=eqf(mF,m+m)以右图的整体为研究对象由牛顿第二定律F=(m+m)a以右图的物体b为研究对象由牛顿第二定律有kx=ma联立解得kx=eqf(mF,m+m)可见x=x选项A正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录变式题 (多选)(侧重隔离法)如图shy所示带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动小球A用细线悬挂于支架前端质量为m的物块B始终相对小车静止地摆放在右端.B与小车平板间的动摩擦因数为mu若某时刻观察到细线偏离竖直方向theta角则此刻(  )图shy第讲 牛顿运动定律的应用返回目录A.小车对物块B的摩擦力大小为mumgB.小车对物块B的摩擦力水平向右C.小车对物块B的摩擦力大小为mgtanthetaD.小车对物块B的合力大小为mgeqr(+tantheta)第讲 牛顿运动定律的应用返回目录BCD 解析以整体(小车、支架、小球、物块)为研究对象其加速度方向只能是水平方向以小球A为研究对象受力分析知其合力水平向右由牛顿第二定律有mAgtantheta=mAa可得小车向左做加速度大小为a=gtantheta的匀减速运动以物块B为研究对象小车对物块B向右的静摩擦力Ff=ma=mgtantheta小车对物块B竖直向上的支持力FN=mg故小车对物块B产生的作用力的大小为F=,N)eqr(F+Feqoal(,f))=mgeqr(+tantheta)方向为斜向右上方选项B、C、D正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录middot注意事项求解连接体之间的作用力时一般选受力较少的隔离体为研究对象求解具有相同的加速度的连接体外部对物体的作用力或加速度时一般选取整个系统整体为研究对象.大多数连接体问题需要整体法和隔离法的交替运用.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.如图所示某跳伞运动员正减速下落下列说法正确的是(  )A.运动员处于失重状态B.运动员处于超重状态C.伞绳对运动员的作用力小于运动员的重力D.伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题B 解析跳伞运动员减速下落则运动的方向向下而加速度的方向向上所以运动员处于超重状态选项A错误B正确运动员处于超重状态重力的效果增大所以伞绳对运动员的作用力大于运动员的重力选项C错误伞绳对运动员的作用力和运动员对伞绳的作用力是作用力与反作用力总是大小相等方向相反选项D错误.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.middot衡阳五校第二次联考如图所示固定斜面CD段光滑DE段粗糙A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑下滑过程中A、B保持相对静止则(  )A.在CD段时A受三个力的作用B.在DE段时A可能受两个力的作用C.在DE段时A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上D.整个下滑过程中A、B均处于失重状态第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题C 解析在CD段以A、B整体为研究对象由牛顿第二定律有(mA+mB)gsintheta=(mA+mB)a解得a=gsintheta以隔离体A为研究对象设B对A的静摩擦力FfA平行斜面向下由牛顿第二定律有mAgsintheta+FfA=mAa解得FfA=可知A受重力和支持力两个力作用选项A错误在DE段以A、B整体为研究对象由牛顿第二定律有(mA+mB)gsintheta-mu(mA+mB)gcostheta=(mA+mB)aprime解得加速度aprime=gsintheta-mugcostheta以隔离体A为研究对象设B对A的静摩擦力FfA平行斜面向下由牛顿第二定律有mAgsintheta+FfA=mAaprime解得FfA=-mumAgcostheta负号说明方向沿斜面向上所以A一定受三个力作用选项B错误C正确整体下滑的过程中CD段加速度沿斜面向下A、B均处于失重状态在DE段aprime=gsintheta-mugcostheta整体可能做匀速直线运动不处于失重状态所以选项D错误.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面在水平面上运动的vshyt图像如图所示.已知重力加速度为g则根据图像不能求出的物理量是(  )A.木块的位移B.木块的加速度C.木块所受摩擦力D.木块与水平面间的动摩擦因数第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题C 解析位移x可由图像与时间轴所围的面积求出由vshyt图线的斜率可求出加速度a由牛顿第二定律知F=Ff=muFN=mumg=ma故动摩擦因数mu=eqf(a,g)可求解由于不知木块的质量故不能解得木块所受摩擦力选项C正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.middot重庆卷若货物随升降机运动的vshyt图像如图所示(竖直向上为正)则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是(  )第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题A      B     C    D第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题B 解析货物的上下运动涉及超重和失重超重时加速度向上失重时加速度向下.由vshyt图像知整个运动分为六个阶段货物的加速度分别是:向下、为零、向上、向上、为零、向下故支持力和重力的关系分别为:小于、等于、大于、大于、等于、小于.以第二、五个阶段为基准(支持力等于重力)可得答案为B第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.middot海南卷如图所示升降机内有一固定斜面斜面上放一物块.开始时升降机做匀速运动物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时(  )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题BD 解析升降机匀速上升时物块匀速下滑以物块为研究对象沿斜面方向有mgsintheta=f垂直于斜面方向有FN=mgcostheta又f=muFN解得mu=tantheta升降机加速上升时物块处于超重状态物块与斜面间的正压力变大滑动摩擦力也变大选项A错误选项B正确加速上升瞬间沿斜面方向有fprime-mgsintheta=masintheta垂直于斜面方向有FprimeN-mgcostheta=macostheta解得eqf(fprime,FprimeN)=tantheta=mu由于物块有相对于斜面向下的初速度所以物块沿斜面向下匀速运动选项C错误选项D正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.middot安徽卷如图所示细线的一端系一质量为m的小球另一端固定在倾角为theta的光滑斜面体顶端细线与斜面平行.在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中小球始终静止在斜面上小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)(  )第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题A.T=m(gsintheta+acostheta) FN=m(gcostheta-asintheta)B.T=m(gcostheta+asintheta) FN=m(gsintheta-acostheta)C.T=m(acostheta-gsintheta) FN=m(gcostheta+asintheta)D.T=m(asintheta-gcostheta) FN=m(gsintheta+acostheta)第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题A 解析本题考查受力分析、应用牛顿第二定律分析解决问题的能力.对物体进行受力分析应用牛顿第二定律在水平方向有Tcostheta-FNsintheta=ma在竖直方向有Tsintheta+FNcostheta=mg解得:T=macostheta+mgsinthetaFN=mgcostheta-masintheta选项A正确.第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题.middot浙江卷如图所示总质量为kg的热气球从地面刚开始竖直上升时的加速度为ms当热气球上升到m时以ms的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变上升过程中热气球总质量不变重力加速度g=ms关于热气球下列说法正确的是(  )第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题A.所受浮力大小为NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升s后的速度大小为msD.以ms匀速上升时所受空气阻力大小为N第讲 牛顿运动定律的应用返回目录教师备用习题AD 解析热气球从地面刚开始竖直上升时速度很小空气阻力可以忽略对热气球由牛顿第二定律有:F-mg=ma解得浮力F=mg+ma=N故A正确.如果热气球一直匀加速上升则上升m时的速度v=eqr(ah)=eqr()msms故热气球不是匀加速上升说明随着速度的增加空气阻力也越来越大故B错误.如果热气球一直匀加速上升则上升m所用的时间t=eqr(f(h,a))=eqr()ss说明上升s后还未上升到m处速度小于ms故C错误.以ms的速度匀速上升阶段空气阻力f=F-mg=N故D正确.

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