2019高考通用版物理一轮复习讲义: 第3章 第3节 牛顿运动定律的综合应用

第三节 牛顿运动定律的综合应用

(对应学生用书第47页)

[教材知识速填]

知识点1 超重和失重 1.实重和视重

(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的. (2)视重

①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.

②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力. 2.超重、失重和完全失重的比较

超重现象 失重现象 完全失重 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象 物体对支持物的压物体对支持物的压概念 力(或对悬挂物的拉力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力)小于物体所受重力的现象 产生条件 力的现象 物体的加速度方向物体的加速度方向物体的加速度方向向上 F-mg=ma F=m(g+a) 加速上升或 减速下降 向下 mg-F=ma F=m(g-a) 加速下降或 减速上升 向下,大小a=g mg-F=mg F=0 无阻力的抛体运动;绕地球匀速圆周运动 原理方程 运动状态 易错判断 1

(1)失重说明物体的重力减小了.(×)

(2)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上.(×) (3)物体失重时,也可能向上运动.(√) 知识点2 整体法与隔离法 1.整体法

当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时,可以把系统内的所有物体看成一个整体,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法. 2.隔离法

当求系统内物体间相互作用的内力时,常把某个物体从系统中隔离出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法. 3.外力和内力

如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力.应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力.如果把某物体隔离出来作为研究对象,则原来的内力将转换为隔离体的外力.

[教材习题回访]

考查点:超重、失重现象

1.(鲁科必修1P120T6)用一根细绳将一重物吊在电梯内的天花板上,在下列四种情况中,绳的拉力最大的是( ) A.电梯匀速上升 C.电梯加速上升 [答案] C

考查点:整体法、隔离法的应用

2.鲁科必修1P121T4)1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验.实验时,用质量为m1的“双子星”号宇宙飞船A接触正在轨道上运行的质量为m2的火箭组B,开动A尾部的推进器使A和B共同加速.如3-1所示,推进器的平均推力F=897 N,从开始到t=7.0 s时间内,测图3-2

B.电梯匀速下降 D.电梯加速下降

91 m/s.4×103 kg,出A和B的速度改变量是0.已知宇宙飞船A的质量为3.则火箭组B的质量是多少?

3-1 图3-[解析] 由题意知A、B的加速度a=m+m ①

12Δv0.91

2

而a=Δt=7m/s

解①②得m1+m2=6 900 kg 因m1=3 400 kg,则m2=3 500 kg. [答案] 3 500 kg 考查点:超重、失重的计算

3.(粤教必修1P98T3)一个弹簧测力计最多能挂54 kg重的物体,在实际以1 m/s2

加速下降的电梯里,它最多能挂上多重的物体?如果在电梯内弹簧测力计最多能挂上40 kg的物体,此刻电梯在做什么运动?加速度的大小为多少? (取g=10 m/s2).

[解析] 由题意知,弹簧测力计最大拉力FT=mg=540 N. 设以a=1 m/s加速下降时,所挂重物为m′. 则m′g-FT=m′a 解得:m′=60 kg.

若最多挂m″=40 kg,则电梯以加速度a′加速上升或减速下降 则:FT-m″g=m″a′ 解得:a′=3.5 m/s.

[答案] 60 kg 加速上升或减速下降 3.5 m/s2

3

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