牛顿运动定律的应用连接体专题

连接体问题

连接体是相互关联的物体，它们之间的作用力与它们的运动及相对运动方式有关。此类问题频见各类试题中，难、易各异，对这类题目的分析和计算具有一定的难度。我们的目的是分析连接体力和运动的内在联系、规律，应用牛顿运动定律、利用逻辑关系推导、演练、计算、得到结果。有一些问题难度较大，运用我们高中所学物理知识、数学知识、还不能准确地进行描述，我们可以运用图像方法来描述。我们就物理问题的分析方法和解法做了一些研究、探讨。上述方法与传统方法相比计算过程相对简便了许多，但需要缜密的思维过程，希望本教材使用者认真思考。为了研究方便，我们把连接体分为加速度相同和加速度不相同两种情况。这种分类并非严格的科学分类，仅仅是一种大体的归类吧，便于进行分析。因为运动情况有所不同，分析和解题的方法将有所区别。前者注重有相同加速度的物体“合外力按质量来均分”理念；加速度不相同的物体注重逻辑关系推演、超重和失重理念及对系统的牛顿第二定律的应用；还有一些问题加速度是变化的，则需注重力、功、能关系理念以及应用图像法来解决问题的意识。

1 加速度相同的连接体

例|1在右图中，质量分别为m1、m2的物体由弹簧相连接，在恒力F作

用下共同向右运动，弹簧的长度恒定，物块与水平面间动摩

年级 课程标题 一校

高一 黄楠 学科 二校 物理 张琦锋 编稿老师 审核 张晓春 薛海燕 牛顿运动定律的应用——超重和失重；临界问题 一、考点突破 高考对超重和失重部分，考查的热点是产生超重和失重的条件的应用，多以选择题的形式出现。从历年考题来看，应用超重和失重规律解决竖直方向上的动力学问题是计算题考查的重点之一，可以和图象问题相结合，通过识图总结出相应的物理规律和条件，进而应用牛顿运动定律解题。 临界问题是物理学中难度较大的一类问题，在分析此类问题的过程中，要抓住物体的运动过程进行分析，找出临界条件，这也是高考计算题经常考查的地方。 二、重难点提示 重点： 1. 知道什么是超重和失重；知道产生超重和失重的条件，并会应用这些条件进行判断。 2. 分析、解决有关超重和失重的问题。 3. 求解简单的临界问题。 难点： 1. 通过条件判断超重和失重现象。 2. 超重、失重问题和临界问题的分析方法及解题思路的归纳。 1. 超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于 物体所受重力的情况称为超重现象。 产生超重现象的条件是物体具有 竖直向上 的加速度，与物体运动速度的大小和方向无关。 产生超重现象的原因：当物体具

丰顺县球山中学高三复习（高一部分）

三、牛顿运动定律的应用

要点归纳

(一)深刻理解牛顿第一、第三定律 1．牛顿第一定律(惯性定律)

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． (1)理解要点

①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持． ②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因．

③牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例．牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系．

(2)惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性． ①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关． ②质量是物体惯性大小的量度． 2．牛顿第三定律

(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，可用公式表示为F＝－F′．

(2)作用力与反作用力一定是同种性质的力，作用效果不能抵消．

(3)牛顿第三定律的应用非常广泛，凡是涉及两个或两个以上物体的物理情境、过程的解答，往往都需要应用这一定律．

(二)牛顿第二定律 1．定律内容

物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比，跟

牛顿运动定律的应用(二)

专题4 牛顿运动定律的应用(二) 导学目标 1.掌握动力学中的图象问题的分析方法.2.掌握整体法与隔离法在连接问题中的应用方法．

考点一 动力学中的图象问题 考点解读

在牛顿运动定律中有这样一类问题：题目告诉的已知条件是物体在一过程中所受的某个力随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况；或者已知物体在一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况，我们把这两种问题称为牛顿运动定律中的图象问题．这类问题的实质仍然是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能． 典例剖析

例1 如图1甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m锁定．t＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0 kg，取g＝10 m/s2.求：

图1

(1)滑块与地面间的动摩擦因数；

(2)弹簧的劲度系数．

方法突破 数图结合解决物理问题

物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是v－t图象在考题中出现率极高．对于已知图象

专题3 牛顿运动定律

1．（2013高考上海物理第6题）秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千

(A)在下摆过程中 (C)摆到最高点时 答案：D

解析：当秋千摆到最低点时吊绳中拉力最大，吊绳最容易断裂，选项D正确.

2. （2013全国新课标理综II第14题）一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间关系的图象是

(B)在上摆过程中 (D)摆到最低点时

答案：C

解析：设物体所受滑动摩擦力为f，在水平拉力F作用下，物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，F-f=ma，F= ma+f，所以能正确描述F与a之间关系的图象是C，选项C正确ABD错误.

3．（2013高考浙江理综第19题）如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s .关于热气球，下列说法正确的是 A．所受浮力大小为4830N

牛顿运动定律专题复习一

知识网络

第一部分 牛顿第一定律和牛顿第三定律

知识要点梳理

知识点一——牛顿第一定律

▲知识梳理

一、力与物体运动的关系

亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就不会运动。所以说力是维持物体运动的原因。

1

伽利略的观点：以一定速度在水平面上运动的物体，如果没有摩擦力，物体将保持原有速度继续运动下去。 笛卡儿的观点：除非物体受到外力作用，否则物体将会永远保持其静止或匀速直线运动状态，永远不会沿曲线运动。 二、牛顿第一定律

1．定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2．惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。

3．理想实验：也叫假想实验。它是在可知的经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证。 4．几点说明：

（1）牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因，为牛顿第二定律的提出作出了准备。

（2）牛顿第一定律明确指出适用于一切物体。这就包括地上的物

牛顿运动定律的应用(二)

专题4 牛顿运动定律的应用(二) 导学目标 1.掌握动力学中的图象问题的分析方法.2.掌握整体法与隔离法在连接问题中的应用方法．

考点一 动力学中的图象问题 考点解读

在牛顿运动定律中有这样一类问题：题目告诉的已知条件是物体在一过程中所受的某个力随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况；或者已知物体在一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况，我们把这两种问题称为牛顿运动定律中的图象问题．这类问题的实质仍然是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能． 典例剖析

例1 如图1甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩0.4 m锁定．t＝0时解除锁定释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0 kg，取g＝10 m/s2.求：

图1

(1)滑块与地面间的动摩擦因数；

(2)弹簧的劲度系数．

方法突破 数图结合解决物理问题

物理公式与物理图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特别是v－t图象在考题中出现率极高．对于已知图象

侯玉雷

牛顿运动定律应用 图像问题

1 图像分析：看坐标轴 特殊点 图线 面积 斜率

2 若已知v-t图像，则利用图像确定不同阶段的a v t.然后由牛顿定律求解相关问题

3 若已知 f-t图像，则利用图像确定不同时段的受力，然后由牛顿定律求出加速度再由运动定律求解相关问题

1一物体静止在光滑水平面上，同时受到两个方向相反的水平拉力F1、F2的作用，Fl、F2随位移变化，如

图所示．则物体的动能将（ ）

A．一直变大，至20m时达最大 B．一直变小，至20m时达最小 C．先变大至10m时最大，再变小 D．先变小至10m时最小，再变大 C

2某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力）四个选

项中正确的是（ ）

B

3如图所示，表示某物体所受的合力随时间变化的关系图象，设物体的初速度为零，则下列

说法中正确的是（ ）

A．物体时而向前运动，时而向后运动，2s末在初始位置的前边 B．物体时而向前运动，时而向后运动，2s末在初始位置处 C．物体一直向前运动，2s末物体的速度为零

D．若物体在第1s内的位移为L，则在前4s内的位移为4L CD

42008北京奥运会取得了举世瞩目的成功，某运动员

牛顿运动定律的应用 (12)

1． 一质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直面内做半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中克服阻力做的功为( ) A．mgR/4 B．mgR/3 C．mgR/2 D．mgR

2． 当物体受到一个方向与运动方向相同、而大小越来越小的力作用时，物体的运动情况是（？ ）

A．加速度越来越小，速度越来越小 B．加速度越来越小，速度越来越大 C．当力减小到零时，加速度为零 D．当力减小到零时，速度最小

3． 两个温度不同的物体相接触，热平衡后，它们具有的相同物理量是（ ） A．内能 B．分子平均动能 C．分子势能 D．热量

4． 一个运动员在百米赛跑中，测得他在5 s时的速度是10.4 m/s，10 s末到达终点时的速度为10.2 m/s，则运动员在全程内的平均速度大小为（ ） A．10.4 m/s B．10.3 m/s C．10.2

。 。 。 。 。 。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 牛顿运动定律的应用 (10)

1． 一个物体质量为2千克，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10牛的力撤去，其他力保持不变，则该物体将 (？ )

2

A．沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5米／秒；

2

B．沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5米／秒； C．沿该力的方向做匀速直线运动；

D．由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变．

2． 下列现象中能直接由牛顿第一定律解释的是( )

A．竖直上升的气球上掉下的物体，仍能继续上升一定高度后才竖直下落 B．水平匀速飞行的飞机上释放的物体，从飞机上看是做自由落体运动 C．水平公路上运动的卡车，速度逐渐减小直至停止 D．用力将完好的鸡蛋敲碎

3． 2008年9月25日,“神舟七号”载人飞船成功发射,设近地加速时,飞船以5g的加速度匀加速上升,g为重力加速度.则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为( ) A.6mg B.5mg C.4mg D.1mg

4． 小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速运动，第一次小孩单独从滑梯上滑下，加速度为a1，第二次小孩抱上一只小狗后