第3单元牛顿运动定律的综合应用

学习目标学习目标1.理解超重、失重的概念，并能解决有关理解超重、失重的概念，并能解决有关 的问题的问题2.学会用整体法、隔离法进行受力分析，学会用整体法、隔离法进行受力分析，并熟练应用牛顿定律求解并熟练应用牛顿定律求解返回1视重视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧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，视重大小等于测力计测力计或台秤的示数称为视重，视重大小等于测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。返回2超重、失重和完全失重比较超重、失重和完全失重比较原原理理式式Fmgma Fm(ga)mgFma Fm(ga)mgFma F0返回总结总结 1 超重并不是说重力增加了超重并不是说重力增加了 2 失重并不是说重力减小了失重并不是说重力减小了 3 完全失重也不是说重力完全消失了完全失重也不是说重力完全消失了 4 在发生这些现象时，物体的在发生这些现象时，物体的重力重力依然存在，且依然存在，且不发生不发生变化变化，只是物体对，只是物体对支持物的压力支持物的压力(或或对悬挂物的拉力对悬挂物的拉力)发生发生变化变化。5 超重，则加速度超重，则加速度a向上；失重，则加速度向上；失重，则加速度a向下。反之，向下。反之，成立成立返回典题例析典题例析例例1一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电一同学想研究电梯上升过程的运动规律。某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为梯上楼时他携带了一个质量为5 kg的砝码和一套便携式的砝码和一套便携式DIS实验系统，砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启实验系统，砝码悬挂在力传感器上。电梯从第一层开始启动，中间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，显动，中间不间断，一直到最高层停止。在这个过程中，显示器上显示出的力随时间变化的关系如图示器上显示出的力随时间变化的关系如图335所示。取所示。取重力加速度重力加速度g10 m/s2，根据表格中的数据。，根据表格中的数据。返回图图335求：求：(1)电梯在最初加速阶段的加速度电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段与最后减速阶段的加速度的加速度a2的大小；的大小；(2)电梯在电梯在3.0 s13.0 s时段内的速度时段内的速度v的大小；的大小；(3)电梯在电梯在19.0 s内上升的高度内上升的高度H。返回答案答案(1)1.6 m/s20.8 m/s2(2)4.8 m/s(3)69.6 m 返回拓展训练拓展训练1在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度在由静止开始向上运动的电梯里，某同学把一测量加速度的小探头的小探头(重力不计重力不计)固定在一个质量为固定在一个质量为1 kg的手提包上进入电的手提包上进入电梯，到达某一楼层后停止。该同学将采集到的数据分析处理后梯，到达某一楼层后停止。该同学将采集到的数据分析处理后列在下表中：列在下表中：物理模型物理模型匀加速直匀加速直线线运运动动匀速直匀速直线线运运动动匀减速直匀减速直线线运运动动时间时间段段(s)383加速度加速度(m/s2)0.4000.40返回 为此，该同学在计算机上画出了很多图像，请你根据上表数为此，该同学在计算机上画出了很多图像，请你根据上表数据和所学知识判断如图据和所学知识判断如图336所示的图像所示的图像(设设F为手提包受为手提包受到的拉力，取到的拉力，取g9.8 m/s2)中正确的是中正确的是 ()图图336答案：答案：AC返回返回返回思维启动思维启动如图如图333所示，在光滑水平面上有两个质量分别为所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和和m2的物体的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧间水平连接着一轻质弹簧测力计。若用大小为测力计。若用大小为F的水平力向右拉的水平力向右拉B，稳定后，稳定后B的加速的加速度大小为度大小为a1，弹簧测力计示数为，弹簧测力计示数为F1；如果改用大小为；如果改用大小为F的水的水平力向左拉平力向左拉A，稳定后，稳定后A的加速度大小为的加速度大小为a2，弹簧测力计示，弹簧测力计示数为数为F2。则：。则：a1_a2，F1_F2(填填“”、“返回返回(3)整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，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。即对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，先整体求加速度，后隔离求内力后隔离求内力”。返回典题例析典题例析例例2如图如图337所示，质量分别为所示，质量分别为mA、mB的的A、B两物块用轻线连接放在两物块用轻线连接放在倾角为倾角为的斜面上，用始终平行于斜面的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力向上的拉力F拉拉A，使它们沿斜面匀加，使它们沿斜面匀加 图图337速上升，速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为与斜面间的动摩擦因数均为。为了增加轻。为了增加轻线上的张力，可行的办法是线上的张力，可行的办法是 ()A减小减小A物块的质量物块的质量 B增大增大B物块的质量物块的质量C增大倾角增大倾角 D增大动摩擦因数增大动摩擦因数 答案答案 AB返回拓展训练拓展训练 2(2011三亚检测三亚检测)放在粗糙水平面上的物块放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质用轻质弹簧测弹簧测力计相连，如图力计相连，如图3313所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为所示，物块与水平面间的动摩擦因数均为，今，今对物块对物块A施加一水平向左的恒力施加一水平向左的恒力F，使，使A、B一起向左匀加速运动，设一起向左匀加速运动，设A、B的质量分别为的质量分别为m、M，则弹簧测力计的示数为，则弹簧测力计的示数为()答案：答案：B返回返回知识检索知识检索(1)无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。无论超重还是失重，物体的重力并没有变化。(2)由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向由物体超重或失重，只能判断物体的加速度方向。(3)物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质 量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma。返回知识检索知识检索(1)当连接体各部分加速度相同时，一般的思维方法是先当连接体各部分加速度相同时，一般的思维方法是先 用整体法求出加速度，再求各部分间的相互作用力。用整体法求出加速度，再求各部分间的相互作用力。(2)当求各部分之间作用力时一定要用隔离法。考虑解题当求各部分之间作用力时一定要用隔离法。考虑解题的方便有两个原则：一是选出的隔离体应包含所求的的方便有两个原则：一是选出的隔离体应包含所求的未知量；二是在独立方程的个数等于未知量的前提下，未知量；二是在独立方程的个数等于未知量的前提下，隔离体的数目应尽可能的少。隔离体的数目应尽可能的少。返回 应用升级应用升级1.如图如图332所示，运动员所示，运动员“10 m跳板跳板 跳水跳水”运动的过程可简化为：运动员运动的过程可简化为：运动员 走上跳板，将跳板从水平位置走上跳板，将跳板从水平位置B压到压到 最低点最低点C，跳板又将运动员竖直向上，跳板又将运动员竖直向上 图图332 弹到最高点弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直，然后运动员做自由落体运动，竖直 落入水中，跳板自身重力忽略不计，则下列说法正落入水中，跳板自身重力忽略不计，则下列说法正 确的是确的是 ()返回A运动员向下运动运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大对板的压力先减小后增大B运动员向下运动运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大对板的压力一直增大C运动员向上运动运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小对板的压力先增大后减小D运动员向上运动运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小对板的压力一直减小答案：答案：BD