三单元 牛顿定律的应用超重和失重.docVIP

第三章 牛顿运动定律 PAGE PAGE 1 第三单元 牛顿第二定律的应用、超重和失重 高考要求：1、会用牛顿第二定律解动力学的两类基本问题； 2、会用极端法分析临界问题； 3、知道超重和失重现象； 4、能用超重失重观点分析问题。 知识要点： 动力学的两类基本问题 已知力求运动：已知物体受到的全部作用力，应用牛顿第二定律求出加速度，再依据初始条件，应用运动学公式分析物体的运动情况——任意时刻的位置和速度、位移以及运动轨迹等。 已知运动求力：已知物体的运动情况，利用运动学公式求出加速度，再运用牛顿第二定律求现物体的受力情况。 在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，它们是四个矢量v0、vt、a、s，一个标量t。在动力学公式中有三个物理量，它们是二个矢量F、a，一个标量m。运动学和动力学中的公共物理量是加速度a。在处理力和运动的两类基本问题时，不论从力确定运动还是从运动确定力，关键在于加速度a。a是联结运动学公式和牛顿第二定律公式的桥梁。 牛顿运动定律解题的几种典型思维方法 程序法（是基本方法）：按顺序对题目给出的物体运动过程进行分析的方法简称程序法。程序法要求我们从读题开始，注意题中能划分多少个不同的过程或多少个不同的状态，然后对各个过程或各个状态进行分析。 假设法（适用于情况难以断明时）：解题时一般依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案。 极端法（或称临界条件法，适用于有临界状态问题时）： 临界问题：某些物理量的变化只能在一定范围内发生，一般把范围的端点值称为临界值，还有些物理量在变化过程中出现不同的变化规律，处在不同规律交点处的值往往称之为边界值。具有这种特征的物理问题称之为临界问题。 解决临界部下的基本思路： 认真审题，详尽分析问题中变化的过程（包括分析整体过程中有几个阶段）； 寻找过程中变化的物理量（自变量与因变量）； 探索因变量随自变量变化时的变化规律，要特别注意相关物理量的变化情况； 确定临界状态、分析临界条件，找出临界关系。 超重和失重现象的理解 超重现象：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。也称为“视重”大于实重的现象。 失重现象：物体对水平支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。也称为“视重”小于实重的现象。 说明： 体处于超重或失重状态时，地球作用于物体的重力始终存在，且大小也不发生变化。 发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于物体的加速度的方向。 当物体的加速度竖直向上（或有竖直向上的分量）时，物体处于超重状态，此时物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力。 当物体的加速度竖直向下（或有竖直向下的分量）时，物体处于失重状态，此时物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力。 当物体处于完全失重状态（即物体向下的加速度等于重力加速度时，物体对水平支持面的压力或对竖直悬挂物的拉力为零的现象，也称“视重”等于零的现象。）时，平常一切由重力产生的物理现象均不存在，如单摆停摆，液柱不再产生压强，浸在液体中的物体不再受浮力等。 典型例题： 例1、如图所示，AC、BC为位于竖直平面内的两根光滑细杆，A、B、C A 三点位于同一圆周上，C为该圆周的最低点，a、b为套在细杆上的两 a B 个小环，当两环同时从A、B点由静止开始下滑，则（ ） O b a环先到达C点； b环先到达C点； a、b环同时到达C点； C 由于两杆的倾角未知，故无法判断。 例1图 例2、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g＝10m/s2） 例3、如图所示，细线的一端固定于倾角为45°不光滑楔形滑块A的顶 P 端P处，细线的加一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以加速度 a a＝___________向左运动时，小球对滑块的压力等于零。当滑块以 A 45° a＝2g的加速度向左运动时，线中拉力T＝___________。 例3图 例4、在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B，质量分别为m A v0 B 和2m，当两