2024年高考物理一轮复习第三章第2节牛顿运动定律的应用(一)课件

这是一份2024年高考物理一轮复习第三章第2节牛顿运动定律的应用(一)课件，共33页。PPT课件主要包含了加速度，超重和失重，mg＋a，mg－a，说法正确的是，图3-2-1，答案D，列说法正确的是，图3-2-2，图3-2-3等内容，欢迎下载使用。
一、动力学的两类基本问题
1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F＝ma)求出__________，再由运动学的
有关公式求出速度或位移.
2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：根据运动规律求出________，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力.说明：牛顿第二定律是联系运动问题与受力问题的桥梁，加速度是解题的关键.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.
(1)轻弹簧是指自身重力可以忽略的弹簧.(
(2)物体对接触面的压力大于自身重力的现象即为超重.(
(3)处于超重或失重状态的物体必须有竖直方向的加速度或分
(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力.
)(5)在传送带上随传送带一起匀速运动的物体不受摩擦力作用.)
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)×
2.在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图 3-2-1 所示，在这段时间内下列
A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动
3.(多选，2021 年广东揭阳月考)如图 3-2-2 小车向右做加速直线运动，物块贴在小车左壁相对静止.当小车的加速度增大时，下
A.物块受到的弹力不变B.物块受到的摩擦力不变C.物块受到三个力的作用
D.物块受到的合外力为零答案：BC
4.(2021 年广东深圳月考)为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎的动摩擦因数μ，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶(如图 3-2-3)，当汽车速度表显示 40 km/h 时紧急刹车(车轮抱死)，车上人员用手机测得汽车滑行 3.70 s 后停下来，
g 取 10 m/s2，则测得μ 约为(
热点 1 牛顿第二定律的瞬时性[热点归纳]
加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同
时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：
【典题 1】(多选)如图 3-2-4 所示，甲、乙两图A、B 两球质量相等，图甲中 A、B 两球用轻质杆相连，图乙中 A、B 两球用轻质弹簧相连，均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态，则在两细绳烧断的
A.图甲中轻杆的作用力为零
B.图甲中两球的加速度一定相等C.图乙中两球的加速度一定相等D.图甲中 A 球的加速度是图乙中 A 球加速度的一半
解析：设两球质量为 m，细绳烧断的瞬间弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以细绳烧断瞬间，图乙中 B 球所受合力仍为零，加速度为零，A 球所受合力为 2mg，加速度为 2g.图甲中，细绳烧断瞬间，A、B 的加速度相同，设为 a.以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得 2mg＝2ma，得 a＝g，设图甲中轻杆的作用力为 T.再以 B 为研究对象，由牛顿第二定律得 mg＋T＝ma，解得T＝0，即图甲中轻杆的作用力一定为零，A、B、D 正确.
方法技巧 抓住“两关键”、遵循“四步骤”(1)分析瞬时加速度的“两个关键”：
①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点.②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态.(2)“四个步骤”：
第一步：分析原来物体的受力情况.
第二步：分析物体在突变时的受力情况.第三步：由牛顿第二定律列方程.
第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性.
【迁移拓展】(2021 年广东深圳月考)如图 3-2-5 所示，A、B两物体的质量分别为 m 和 3m，中间用轻弹簧相连，A、B 两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ，在水平推力 F 作用下，A、B 一起以加速度 a 向右做匀加速直线运动.当突然撤去推力 F 的瞬间，A、B 两物体的
图 3-2-5B.3(a＋μg)，a＋μgD.a，2a＋3μg
加速度大小分别为(A.3a，aC.3a＋4μg，a答案：C
热点 2 动力学的两类基本问题[热点归纳]
1.解决两类基本问题的思路.
2.两类动力学问题的解题步骤.
考向 1 根据物体的运动情况求物体受力情况
【典题 2】(2021 年广东东莞月考)小明在限速 60 km/h 的平直公路上，驾驶轿车以 15 m/s 的速度匀速行驶，由于被前方大货车阻挡了视线，待小明看到交通信号灯时，绿灯时间仅剩 3 s，此时车头距离停车线 50 m. 若小明经 0.5 s 的反应时间后匀加速“冲过”路口，企图在绿灯结束前使车头越过停车线.已知轿车质量为1.5 ×103 kg，g 取 10 m/s2.
(1)求轿车做匀加速直线运动的加速度最小值.
(2)假设轿车行驶过程中所受阻力的大小不变，问轿车的牵引
(3)请判断，小明的这种做法可取吗？说出你的依据.
解：(1)经Δt＝0.5 s 的反应时间后，司机开始加速时，距绿灯结束只有 t＝2.5 s，若绿灯结束时车头恰好到达停车线，此时加速度最小.
(2)设匀速行驶时，轿车的牵引力为 F，所受阻力为 f，由受力
做匀加速直线运动时，牵引力为 F′，由牛顿第二定律F′－f＝ma
加速度最小值为 a＝1.6 m/s2，联立两式并代入数据可得ΔF＝F′－F＝2400 N.
(3)司机恰能冲过路口时，到达路口的速度v＝v0＋at＝19 m/s＝68.4 km/h
此时该轿车已经超速，因此这种行为不可取.
考向 2 根据物体受力情况求物体运动情况
【典题 3】如图 3-2-6 为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器.一架质量 m＝2 kg 的无人机，其动力系统的最大升力 F＝36 N，运动过程中所受阻力大小恒为 f＝4 N，g 取10 m/s2.
(1)无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，
求在 t＝5 s 时离地面的高度.
(2)当无人机悬停在距离地面高度 H＝100 m 处由于动力故障，无人机突然失去升力坠落，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力装置重新启动提供向上最大升力，为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间 t1.
解：(1)上升过程根据牛顿第二定律得F－mg－f＝ma解得 a＝6 m/s2
在 t＝5 s 时离地面的高度为
(2)失去升力坠落时，根据牛顿第二定律得mg－f＝ma1
动力装置重新启动时的速度为v1＝a1t1动力装置重新启动后根据牛顿第二定律得F＋f－mg＝ma2落到地面时的速度为零
方法技巧 解决动力学两类问题的两个关键点
热点 3 超重与失重现象[热点归纳]
1.对超重、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
(2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向，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.
(3)当物体处于完全失重状态时，重力只有使物体产生 a＝g 的
加速度效果，不再有其他效果.
2.判断超重和失重的方法.
考向 1 对超重与失重现象的理解及判断【典题 4】(2020 年山东青岛模拟)图 3-2-7 是某同学站在压力传感器上做下蹲—起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间.由图线可知，该同学的体重
约为 650 N，除此以外，还可以得到以下信息(图 3-2-7
A.1 s 时人处在下蹲的最低点B.2 s 时人处于下蹲静止状态
C.该同学做了 2 次下蹲—起立的动作D.下蹲过程中人始终处于失重状态
解析：人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失重再超重，到达最低点后处于平衡状态，由图可知 t＝1 s 时人仍然加速下降，在 t＝2 s 时刻人处于下蹲静止状态，故 B 正确，AD 错误.对应图像可知，该同学做了一次下蹲—起立的动作，故 C 错误.
考向 2 关于超重与失重的计算【典题 5】(多选，2022 年广东珠海联考)图 3-2-8 甲所示的救生缓降器由挂钩、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿绳缓慢下降的安全营救装置.如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过救生缓降器着陆时速度恰好为零，图丙是工人下落全过程中绳索拉力随时间变化的 F-t 图像.已知工人的质量 m＝60 kg，g 取 10 m/s2，则
图 3-2-8A.下落过程处于失重状态B.下落最大速度为 12 m/sC.下落的总高度为 30 mD.下落的总高度为 36 m