309教育网 www.309edu.com
第3节 牛顿运动定律的综合应用
一、超重与失重 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。
(2)视重：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。
2．超重、失重和完全失重的比较
现象 产生条件 超重 视重大于实重 物体的加速度向上 失重 视重小于实重 物体的加速度向下 完全失重[注1] 视重等于0 物体的加速度等于g 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以g加速下降或减速上升 原理方程 二、整体法与隔离法[注2]
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。
[注解释疑]
[注1] 物体在完全失重状态下由重力引起的现象将消失。
[注2] (1)如果以几个物体组成的系统为研究对象，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。
(2)应用牛顿第二定律对整体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，则内力将转变为隔离体的外力。
[深化理解]
1.不管物体的加速度是否沿竖直方向，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。
2.发生超重、失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化，即视重发生了变化。
3.整体法和隔离法的选取与所研究的问题及连接体的组成特点有关。如用滑轮连接的两
309教育资源库 www.309edu.com
F－mg＝ma F＝mg＋ma mg－F＝ma F＝mg－ma mg－F＝mg F＝0 309教育网 www.309edu.com
物体加速度大小相同，但方向往往不同，常采用隔离法。
[基础自测]
一、判断题
(1)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。(×)
(2)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力。(×) (3)加速上升的物体处于超重状态。(√)
(4)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。(√)
(5)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。(×)
(6)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。(√) (7)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。(√) 二、选择题
1．(2015·重庆高考)若货物随升降机运动的v -t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( )
解析：选B 根据v -t图像可知电梯的运动情况：加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升，根据牛顿第二定律F－mg＝ma可判断支持力F的变化情况：小于重力→等于重力→大于重力→大于重力→等于重力→小于重力，故选项B正确。
2．[粤教版必修1 P98 T1改编]如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。g取10 m/s。下列各种情况中，体重计的示数最大的是( )
A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s B．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s C．电梯匀减速下降，加速度的大小为1.5 m/s D．电梯匀加速下降，加速度的大小为1.5 m/s
解析：选C 由题意可知，体重计的示数最大时，人应具有向上的最大加速度，处于超重状态，故A、D错误；由F－mg＝ma，可得F＝mg＋ma，则当a＝1.5 m/s时体重计的示数最大，故C正确，D错误。
2
2222
2
309教育资源库 www.309edu.com
309教育网 www.309edu.com
3.(多选)如图所示用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一
起运动，且原拉力F不变，那么加上橡皮泥以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是( )
A．Ta增大 C．Ta减小
B．Tb增大 D．Tb减小
解析：选AD 设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为m′，整体质量为M，整体的加速度a＝，对最左边的物体分析，Tb＝ma，对最右边的物体分析，有F－Ta＝m′a，解得Ta＝F－m′a。在中间物体上加上橡皮泥，由于原拉力F不变，则整体的加速度a减小，因为m、m′不变，所以Tb减小，Ta增大，A、D正确。
高考对本节内容的考查，主要集中在对超重和失重的理解、临界极值问题分析、整体法与隔离法的应用，通常以选择题的形式呈现，难度一般，而应用牛顿第二定律和运动学规律分析板块模型和传送带模型问题，既是难点，又是热点，题型有选择题，也有计算题，难度较大。
考点一 对超重与失重的理解[基础自修类]
[题点全练]
1．[对完全失重的理解和判断]
下列哪一种运动情景中，物体将会处于一段持续的完全失重状态( ) A．高楼内正常运行的电梯中 B．沿固定于地面的光滑斜面滑行
C．固定在杆端随杆绕相对地面静止的圆心在竖直平面内运动 D．不计空气阻力条件下的竖直上抛
解析：选D 高楼内正常运行的电梯中，一般先加速后匀速，再减速，故不可能一直处于完全失重状态，选项A错误；沿固定于地面的光滑斜面滑行时，加速度沿斜面向下，由于加速度小于g，故不是完全失重，选项B错误；固定在杆端随杆绕相对地面静止的圆心在竖直平面内运动的物体，加速度不会总是向下的，选项C错误；不计空气阻力条件下的竖直上抛，加速度总是向下的且大小等于g，总是处于完全失重状态，故选项D正确。
2．[根据运动状态判断超重、失重]
如图所示，一物体(可视为质点)从竖直立于地面的轻弹簧上方某一高度自由落下。A点为弹簧自然状态时上端点的位置，当物体到达B点时，物体速度恰好为零，然后被弹回。下列说法中正确的是( )
A．物体从A点下降到B点的过程中，速率不断变小 B．物体在B点时，所受合力为零
309教育资源库 www.309edu.com
FM