第3讲　牛顿运动定律的综合应用.docxVIP

第3讲　牛顿运动定律的综合应用 考点1　超重和失重 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． (4)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态． 2．判断超重和失重的方法 从受力的 角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物块处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态 从加速度的 角度判断 当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态 1．某人在地面上最多可举起50 kg的物体，当他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg的物体时，电梯加速度的大小和方向为(g＝10 m/s2)(　D　) A．2 m/s2　竖直向上 B.eq \f(5,3) m/s2　竖直向上 C．2 m/s2　竖直向下 D.eq \f(5,3) m/s2　竖直向下 解析：由题意可知，在地面上，人能承受的最大压力为Fm＝mg＝500 N，在电梯中人能举起60 kg物体，物体一定处于失重状态，对60 kg的物体：m′g－Fm＝m′a，即a＝eq \f(600－500,60) m/s2＝eq \f(5,3) m/s2，所以选项D正确． 2．(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变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(　AD　) A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小 C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小 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F－mg＝ma，即F＝mg＋ma，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． 判断超重和失重的方法 (1)不管物体的加速度是不是沿竖直方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就处于超重或失重状态． (2)对于多个物体组成的系统，尽管不是整体有竖直方向的加速度，但只要物体系统的一部分具有竖直方向的加速度分量，整体也会出现超重或失重现象． 考点2　动力学图象问题 1．图象问题的类型 (1)已知物体受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． 2．解题策略 (1)分清图象的类型：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点． (2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等． (3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断． (2018·全国卷Ⅰ)如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(　　) 【解析】　选物块P为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律F＋FN－mg＝ma，系统原处于静止状态，则F0＝ma，F由开始随x增加，FN变小，F变大，选项A正确． 【答案】　A 数形结合解决动力学图象问题 (1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图． (2)读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的“面积”等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息． 1．物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图所示．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．根据题目提供的信息，下列判断正确的是(　A　) A．物体的质量m＝2 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.6 C．物体与水平面的最大静摩擦力fmax＝12 N D．在F为10 N时，物体的加速度a＝2.5 m/s2 解析：由图可知，当F1＝7 N时，a1＝0.5 m/s2，当F2＝14 N时，a2＝4 m/s2，由牛顿第二定律F－f＝ma，代入数据解得：m＝2 kg，f