第三章第2节 牛顿运动定律的应用 超重与失重.docx

牛顿运动定律的应用 超重与失重 【考情分析】 考试大纲 大纲解读1.牛顿运动定律的应用 Ⅱ 2.超重和失重 Ⅰ1.应用牛顿运动定律解决动力学问题是高考中2.必考内容，而且是计算题考查重点之一. 考纲中对超重和失重的要求是Ⅰ级，但此考点属于高考的热点，特别是近几年与航天事业的蓬勃发展紧密相连，考查几率会进一步加大. 【考点知识梳理】 1.动力学的两类基本问题 (1)、已知运动情况，求 由运动学公式求出a，然后根据正交分解法求未知量 (2)、已知受力情况，求 由正交分解法求出a，然后根据运动学公式求未知量 2. 超重与失重 (1)超重：当物体的加速度 时，物体所受的支持力（或拉力） 物体的重力的现象 (2)失重：当物体的加速度 时，物体所受的支持力（或拉力） 物体的重力的现象 (3) 完全失重：当物体的加速度为g时，物体所受的支持力（或拉力）为______的现象。 3．连接体 （1）定义：两个(或两个以上)物体相互连结参与运动的系统称之为连接体 （2）内力与外力：连结体间的相互作用力叫 ；外部对连结体的作用力叫 。 【考点知识解读】 考点一、牛顿第二定律解决动力学问题 剖析: 1.明确研究对象和研究过程； 2.画图分析研究对象的受力和运动情况（画图很重要，要养成习惯）； 3.进行必要的力的合成和分解（正交分解法）, 注意选定正方向； 4.根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解； 5.对解的合理性进行讨论 . 总之，运用牛顿运动定律解决动力学问题关键是利用加速度的桥梁作用，寻找加速度与未知量的关系，综合运动学规律、牛顿运动定律和力的合成与分解法则列式求解. 【例题1】例1、一个行星探测器从所探测的行星表面竖直升空，探测器的质量为1500，发动机推力恒定.发射升空后9末，发动机突然因发生故障而灭火.图3-2-1是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象.已知该行星表面没有大气.若不考虑探测器总质量的变化，求： （1）探测器在行星表面上升达到的最大高度. （2）该行星表面附近的重力加速度g. （3）发动机正常工作时的推力. （4）探测器落回地面时的速率. （5）探测器发射后经多长时间落地？ 解析 ：由图3-2-1可知，探测器在0~9内匀加速上升，上升的最大速度为64； ~25 内匀减速上升；25 以后匀加速下落，直到落地. （1）在上升过程中，由平均速度公式得 =32  则探测器上升的最大高度为= =32×25 =800  （2）探测器9 ~25 内只受重力，其运动的加速度为重力加速度，则 = =4  （3）在0~9 内，由牛顿第二定律得 由于= =7.1  则 = = 1500×11.1 = 1.67×104  （4）探测器下落过程为自由落体运动，则其落地速度为 = =80  （5）探测器自由下落的时间为 = =20  故探测器发射后到落地所经历的时间为 . 点评：注意探测器上升的总高度和下落的高度相等.本题也可利用v—t图象求解，请同学们试一试. 答案：t=45s 【变式训练1】、法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的“冒险世界”进行了超高空特技跳水表演，他从30 高的塔上跳下准确地落入水池中.已知水对他的阻力（包括浮力）是他重力的3.5倍，他在空中时空气对他的阻力是他重力的0.2倍，试计算需要准备一个至少多深的水池？（） 考点二、隔离法与整体法处理连接体问题 剖析: 1.隔离法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度大小或方向不同时，一般应将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿运动定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系. 2.整体法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究；若连结体内各物体的加速度虽不相同(主要指大小不同)，但不需要求系统内物体间的相互作用力时，可利用 对系统列式较简捷.特别是处理选择题、填空题中加速度不同物体的有关问题时尤为方便.总之，整体法与隔离法合理地交叉使用，可以使问题变得简单易求解.一般若连接体内(即系统内)各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式.如还要求连接体内物体相互作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿运动定律列式. 【例题2】 如图3-2-2所示，质量为的框架放在水平地面上，一个轻质弹簧固定在框架上，下端拴一个质量为的