2021版高考物理教科版大一轮复习基础自查学案：3.3　牛顿运动定律的综合应用

温馨提示：

    此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。

第3讲　牛顿运动定律的综合应用　　　

必备知识

一、超重与失重

1.超重:

(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

(2)产生条件:物体具有向上的加速度。

2.失重:

(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

(2)产生条件:物体具有向下的加速度。

3.完全失重:

(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象。

(2)产生条件:物体的加速度为重力加速度。

如图所示是我国长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景。

(1)火箭加速上升阶段,具有向上的加速度,航天员处于超重状态。

(2)当火箭停止工作后上升阶段,具有向下的加速度,航天员处于失重状态。

二、牛顿运动定律的应用

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:

(1)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。

(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。

基础小题

1.判断下列题目的正误。

(1)超重说明物体的重力增大了。 (　　)

(2)失重时物体的重力小于mg。 (　　)

(3)物体超重时,加速度向上,速度也一定向上。 (　　)

(4)物体失重时,也可能向上运动。 (　　)

(5)应用牛顿运动定律进行整体分析时,需要分析内力。 (　　)

(6)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。 (　　)

提示:(1)×。超重是物体对支持物的压力大于物体的重力的现象,物体的重力不变。

(2)×。失重是物体对支持物的压力小于物体的重力的现象,物体的重力不变。

(3)×。超重时,物体的加速度一定向上,但其速度可能向上,也可能向下。

(4)√。失重时,物体可能向上做减速运动。

(5)×。对系统整体分析只分析外力,不需要分析内力。

(6)×。物体处于完全失重状态时,物体的加速度大小为g,方向竖直向下。

2.(教材改编题)关于超重与失重的下列说法正确的是 (　　)

A.物体处于超重状态时,其所受的重力增加了

B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

【解析】选B。物体的重力由当地重力加速度和质量决定,则A错误;运动员是否超重或失重取决于加速度方向,C、D选项中,运动员均处于平衡状态,不超重也不失重,只有B正确。

3.如图所示,物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上,水平外力F作用在B上,使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为f1,B与水平桌面间的摩擦力为f2。在始终保持A、B相对静止的情况下,逐渐增大F,则摩擦力f1和f2的大小变化情况为              (　　)

A.f1不变、f2变大　　　　  B.f1变大、f2不变

C.f1和f2都变大     D.f1和f2都不变

【解析】选B。根据牛顿第二定律得:

对A物体:f1=mAa,对整体:F-f2=(mA+mB)a,

可见,当F增大时,加速度a增大,f1变大。而f2=μ(mA+mB)g,μ、mA、mB都不变,则f2不变。故选B。

4.在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中,克罗地亚选手弗拉希奇以2.04 m的成绩获得冠军。弗拉希奇的身高约为1.93 m,忽略空气阻力,g取10 m/s2,如图所示。则下列说法正确的是              (　　)

A.弗拉希奇在下降过程中处于失重状态

B.弗拉希奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态

C.弗拉希奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力

D.弗拉希奇起跳时的初速度大约为3 m/s

【解析】选A。在跳高过程中,弗拉希奇的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,选项A正确,选项B错误;弗拉希奇起跳时地面对她的支持力大于她所受的重力,选项C错误;弗拉希奇在上升的过程中做竖直上抛运动,由运动学公式=2gh可得初速度v0== m/s≈4.6 m/s,选项D错误。

关闭Word文档返回原板块