高考一輪第三章第3單元牛頓運(yùn)動定律的綜合應(yīng)用(更新版)
【正文】 m 為研究對象，受重力 mg 、摩擦力 f ， 如圖甲所示，據(jù)牛頓第二定律得： mg － f ＝ ma ① 取木箱 M 為研究對象，受重力 Mg 、地面支持力 F N 及小球給予的摩擦力 f ′ 如圖乙所示，據(jù)物體平衡條件得： FN－ f ′ － Mg ＝ 0 ② 且 f ＝ f ′ ③ 由 ①②③ 式得 FN＝2 M ＋ m2g 由牛頓第三定律知，木箱對地面的壓力大小為 FN′ ＝ FN＝2 M ＋ m2g 。 [答案 ] (1) m/s2 m/s2 (2) m/s (3) m [拓展訓(xùn)練 ] 1．（雙選）在由靜止開始向上運(yùn)動的電梯里，某同學(xué)把 一測量加速度的小探頭 (重力不計(jì) )固定在一個質(zhì)量為 1 kg的手提包上進(jìn)入電梯，到達(dá)某一樓層后停止。 [典題例析 ] [例 1] 一同學(xué)想研究電梯上升過程的運(yùn)動規(guī)律。 4 ． 整體法與隔離法的選取原則 ( 1) 隔離法的選取原則：若連接體或關(guān)聯(lián)體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。則： a1________a2， F1________F2(填 “”、 “”或 “＝ ”)。當(dāng) ay方向豎直向上時，物體處于超重狀態(tài)；當(dāng) ay方向豎直向下時，物體處于失重狀態(tài)。 2．超重、失重和完全失重比較 超重現(xiàn)象 失重現(xiàn)象 完全失重 概念 物體對支持物的壓力 ( 或?qū)覓煳锏睦?) 大于 物體所受重力的現(xiàn)象 物體對支持物的壓力 ( 或?qū)覓煳锏睦?) 小于 物體所受重力的現(xiàn)象 物體對支持物的壓力 ( 或?qū)覓煳锏睦?) 等于零 的現(xiàn)象 產(chǎn)生條件 物體的加速度方向豎直向上 物體的加速度方向 豎直向下 物體的加速度方向 豎直向下 ，大小 a ＝ g 超重現(xiàn)象 失重現(xiàn)象 完全失重 列原理式 F－ mg＝ ma F＝ m(g＋ a) mg－ F＝ ma F＝ m(g－ a) mg－ F＝ ma F＝ 0 運(yùn)動狀態(tài) 加速上升、減速下降 加速下降、減速上升 無阻力的拋體運(yùn)動情況；繞地球勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星 3．對超重、失重問題的理解 (1)盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速 度在豎直方向上有分量即 ay≠0，物體就會出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。若用大小為 F的水平力向右拉 B，穩(wěn)定后 B的加速度大小為 a1，彈簧測力計(jì)示數(shù)為 F1；如果改用大小為 F的水平力向左拉 A，穩(wěn)定后 A的加速度大小為 a2，彈簧測力計(jì)示數(shù)為 F2。如果把某物體隔離出來作為研究對象，則內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的外力。 (3)物體超重或失重的多少是由發(fā)生超、失重現(xiàn)象的物體的質(zhì) 量和豎直方向的加速度共同決定的，其大小等于 ma。 [ 解析 ] ( 1) 由牛頓第二定律 F ＝ ma 和圖像所給信息得 a1＝FN1－ mgm＝58 － 505 m /s2＝ m / s2 a2＝mg － FN2m＝50 － 465 m /s2＝ m / s2 ( 2) s ～ s 內(nèi)電梯勻速運(yùn)動，由勻變速直線運(yùn)動的速度公式得 v ＝ a1t1＝ 3 m /s ＝ m / s ( 3) 電梯在 s 內(nèi)上升的高度 H 應(yīng)是三階段位移之和，即 H ＝12a1t 21＋ v t2＋12a2t 23 ＝12 32 m ＋ 1 0 m ＋12 62 m ＝ 69. 6 m 。 以上兩式聯(lián)立可解得： F T ＝m Bm A ＋ m BF ， 可見 F T 與 θ 、 μ 無關(guān)， A 、 B 正確， C 、 D 錯誤。求：從 F開始作用到物塊 B剛要離開 C的時間。開始時兩者都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力 F＝ 12 N，如圖 3－ 3－ 10所示，經(jīng)一段時間后撤去 F。 韶 關(guān) 模擬 ) 如圖 3 － 3 － 12 所示，物塊 A 放在傾斜的木 板上，木板的傾角 α 為 30 176。 ，所以木板的傾角 α 為 45176
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