第13講牛?(運(yùn)動(dòng)定律的除合應(yīng)用一

="明確H標(biāo)確定方向

1.掌握超重、失重的概念，會(huì)分析有關(guān)超重、失重的問題.

2掌握整體隔離法在動(dòng)力學(xué)問題

【知識(shí)回歸】回歸課本夯實(shí)基礎(chǔ)

第一部分基礎(chǔ)知以梳理

1.實(shí)重和視重

(D實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，它與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。

(2)視重：當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí)，物體對彈簧測力計(jì)的拉力或?qū)ε_(tái)秤的壓力將不等于物體的重力。

此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)或臺(tái)秤的示數(shù)即為視重。

2.超重、失重和完全失重的對比

名稱超重失重完全失重

現(xiàn)象視重大于實(shí)重視重小于實(shí)重視重等于0

物體豎直向下的加速度等于

產(chǎn)生條件物體的加速度向上物體的加速度向下

g

對應(yīng)運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)

加速上升或減速下降加速下降或減速上升

情境動(dòng)、宇宙航行

第二部分重難點(diǎn)辨析

一、對超重、失重的理解

(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。

(2)物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，而在于物體具有向上的加速度還是

向卜.的加速度，這也是判斷物體超重或失重的根本所在。

(3)當(dāng)物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，重力只有使物體產(chǎn)生a=g的加速度效果，不再有其他效果。此時(shí)，平常

一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如單擺停擺、天平失效、液體不再產(chǎn)生壓強(qiáng)和浮力等。

二.整體法與隔離法在動(dòng)力學(xué)問題中的應(yīng)用

1.整體法的選取原則

若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個(gè)整體，分析整

體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)。

2.隔離法的選取原則

若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時(shí)，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。

3.整體法、隔離法的交替運(yùn)用

若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再

用隔離法選取合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”

【典例分析】精選例題提卷素養(yǎng)

【例1】如圖甲，在力傳感器下端懸掛一鉤碼。某同學(xué)手持該傳感器，從站立狀態(tài)下蹲，再從下蹲狀態(tài)起立

回到站立狀態(tài)，此過程中手和上身保持相對靜止。下蹲過程傳感器受到的拉力隨時(shí)間變化情況如圖乙，則

起立過程傳感器受到的拉力隨時(shí)間變化情況可能是()

甲

例1【答案】C

【詳解】卜蹲過程，鉤碼先向卜加速再向卜減速，則加速度方向先向卜.后向上，則鉤碼先處于失重狀態(tài)，

再處于超重狀態(tài)，傳感器受到的拉力先小于鉤碼的重力再大于鉤碼的重力。

起立過程，鉤碼先向上加速再向二減速，則加速度方向先向上后向下，則鉤碼先處于超重狀態(tài)，再處于失

重狀態(tài)，傳感器受到的拉力先大于鉤碼的重力再小于鉤碼的重力。

故選C。

甲乙

A.當(dāng)電梯處于超重狀態(tài)時(shí)，速度一定向下

B.當(dāng)?shù)刃е亓铀俣?。等于。時(shí)，電梯處于平衡狀態(tài)

C.對乙圖，小球在最低點(diǎn)時(shí)的加速度為g

例2【答案】D

【詳解】A.由題意知，當(dāng)電梯處于超重狀態(tài)時(shí)，加速度向上，可能向上加速也可能向下減速，速度可能向

上也可能向下，故A錯(cuò)誤；

可得

電梯和人的加速度為重力加速度，人和電梯處于完全失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.拉力廠的最小值為100ND.拉力廠的最小值為120N

例4【答案】BD

【詳解】AB.2s后F為恒力，說明此刻為分離瞬間，此后人僅受自重以及恒力F的作用就可以做加速度不

變的運(yùn)動(dòng)，設(shè)初始狀態(tài)彈簧壓縮量為巧，分離瞬間壓縮量為々，那么在靜止時(shí)對人和地臺(tái)整體分析有

繩子提供拉力后二者開始一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對整體有

分離瞬間對地臺(tái)有

從彈簧壓縮看到壓縮量為乙的過程滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)方程

解得

故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.從②中分析可知，在分離前等號(hào)右邊為定值，隨著kx的變小，F(xiàn)必須增大，所以對應(yīng)的最大壓縮最為

不對應(yīng)的即為F的最小值，解得

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BDo

【例5】多選20.如圖甲所示，光滑水平面上A、B兩物塊質(zhì)量分別為〃?和M旦A、B兩物塊間動(dòng)摩

擦因數(shù)為心如圖乙所示，1=0時(shí)刻一水平向右恒力時(shí)作用在物塊A上，經(jīng)過m的時(shí)間后，改變方向水平向

左作用在物塊B上，又持續(xù)了的時(shí)間。已知在整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，A、B始終相對靜止，重力加速度為g。則

下列說法中正確的是（）

A.時(shí)兩物塊速度達(dá)到最大

B.物塊A、B先做勻加速,然后再做勻減速，l=2S時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)

D.若物塊A、B在勻加速和勻減速階段，兩物塊靜摩擦力大小分別為力、為，則力與力之和為定值

例5【答案】CD

CD.第一階段

第二階段

故

由以上分析可知

CD正確。

故選CDo

【鞏固練習(xí)】舉一反三提高能力

A.當(dāng)電梯處于超重狀態(tài)時(shí)，電梯一定上升

B.當(dāng)電梯處于失重狀態(tài)時(shí)，電梯一定下降

C.當(dāng)?shù)刃е亓铀俣萭'等于-0時(shí)，電梯處「完全失重狀態(tài)

D.當(dāng)?shù)刃е亓铀俣取兜扔趃時(shí)，電梯處于完全失重狀態(tài)

1【答案】C

【詳解】AB.當(dāng)電梯處于超重狀態(tài)，加速度向上，可能向上加速也可能向下減速，速度可能向上也可能向

下，同理處于失重狀態(tài)，加速度方向向下，但速度方向可能向上、也可能向下，故AB錯(cuò)誤;

或

可得人和電梯處于平衡狀態(tài)，故（:正確、D錯(cuò)誤。

故選C。

2.圖（。）用力傳感器掛重物，圖是力傳感器向上運(yùn)動(dòng)和向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用計(jì)算機(jī)作出的力傳感器的

拉力隨時(shí)間變化的曲線。通過觀察，下列判斷正確的是（）

A.曲線的最低點(diǎn)表示完全失重B.以上曲線表示超重

C.物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)只出現(xiàn)超重現(xiàn)象D.物體向下運(yùn)動(dòng)討只出現(xiàn)失重現(xiàn)象

2【答案】B

【詳解】A.曲線的最低點(diǎn)表示拉力最小，但不為零，此時(shí)受重力和拉力的作用，不表示完全失重，故A錯(cuò)

誤；

B.MN以上曲線表示拉力大于重力，加速度方向向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，故B正確：

C.物體向上減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向向下，出現(xiàn)失重現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；

D.物體向下減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度方向向上，出現(xiàn)超重現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

A.水沿玻璃管做勻加速運(yùn)動(dòng)

B.水沿玻璃管先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)

C.在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度小于細(xì)管中水的加速度

D.在粗細(xì)不同的玻璃管中的相同高度處，粗管中水的加速度大于細(xì)管中水的加速度

3【答案】C

【詳解】A.設(shè)管中水的高度為h,則水的質(zhì)量

由于張力為

且水處于完全失重，故

故隨著水的上升，h增大，那么a減小，A錯(cuò)誤；

B.由A分析可得，水沿玻璃管做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，不是勻加后勻速，B錯(cuò)誤;

故選C。

“夢天”

實(shí)驗(yàn)艙

長征五號(hào)B

運(yùn)載火箭

甲

A.“夢天”實(shí)驗(yàn)艙所搭載的物體處于失重狀念

B.離地升空的加速度大小約為11.6m/s2

C.從起飛開始，經(jīng)過10s上升的高度約為80m

4【答案】C

【詳解】A.“夢天〃實(shí)驗(yàn)艙和長征五號(hào)B運(yùn)載火箭在分離前勻加速直線上升的過程中，具有向上的加速度,

故實(shí)驗(yàn)艙所搭載的物體處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；

B.由牛頓第二定律可得

解得

B錯(cuò)誤；

C.從起飛開始，經(jīng)過10s上升的高度為

即上升的高度約為80m,C正確；

D.對“夢天”實(shí)驗(yàn)艙由牛頓第二定律可得

解得實(shí)驗(yàn)艙受到長征五號(hào)B運(yùn)載火箭的推力大小為

D錯(cuò)誤。

故選C。

D.1：1

5【答案】B

【詳解】勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)每一個(gè)物塊所受的摩擦力為了，質(zhì)量為〃?，根據(jù)平衡條件可得

對2、3、4物塊由平衡條件可得

可得

連接第3、4物塊間的細(xì)繩突然斷了，對1、2、3根據(jù)牛頓第二定律可得

對2、3物塊根據(jù)牛頓第二定律可得

可得

可得

6【答案】A

【詳解】松手后，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程中，設(shè)輕繩拉力為T，對A,由牛頓第二定律

同理，對B

聯(lián)立得

故選A,

7.新聞里多次報(bào)導(dǎo)家長抱孩子乘坐自動(dòng)感應(yīng)扶梯，因?yàn)槭芰ψ兓玖⒉环€(wěn).自動(dòng)扶梯上沒有人時(shí)靜止，

人踏上扶梯的水平踏板后，扶梯會(huì)自動(dòng)以加速度。勻加速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后再勻速運(yùn)動(dòng).如圖所示，質(zhì)量為M

的母親抱著質(zhì)量為機(jī)的嬰兒踏上扶梯下樓，下樓過程中母嬰始終保持與扶梯相對靜止，設(shè)扶梯與水平面之

間的夾角為仇關(guān)于母嬰受力情況分析正確的是（）

A.電梯在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，嬰兒對母親的作用力與扶梯運(yùn)動(dòng)方向一致

B.電梯在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，踏板給母親水平向前的摩擦力

7【答案】C

【詳解】A.電梯在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，嬰兒受重力和支持力二力平衡，所以他對母親的作用力是豎直向下的

壓力，與扶梯運(yùn)動(dòng)方向不同，故A錯(cuò)誤；

B.電梯在勻速運(yùn)動(dòng)過程中，母親和嬰兒整體受力平衡，重力和踏板給的支持力，不受摩擦力，故B錯(cuò)誤;

C.電梯在加速運(yùn)動(dòng)過程中，對母親和嬰兒整體受力分析如圖

將加速度分解到水平方向和豎直方向上，由牛頓第二定律可得

故C正確；

D.對嬰兒受力分析如下圖，設(shè)母親對其作用力斜向左上與水平方向夾〃

a

mg

沿水平和豎直方向正交分解，由牛頓第二定律

聯(lián)立可得

根據(jù)牛頓第三定律可知，嬰兒對母親的作用力與上式結(jié)果等大反向，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【詳解】A與B保持相對靜止，則二者向卜的加速度是相等的，根據(jù)牛頓第二定律得

解得

同理，若以A、C為研究對象，則它們共同的加速度大小也是

以A為研究對象，A受到重力、斜面體B豎直向上的支持力時(shí)，合力的方向在豎直方向上，水平方向的加

速度為

該加速度由水平方向彈簧的彈力與摩擦力的合力提供，根據(jù)牛頓第二定律有

第二次仍以A為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有

由以上幾式解得

故選Co

【詳解】設(shè)繩子拉力為F,對a、b分別應(yīng)用牛頓第二定律可得

聯(lián)立可得

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得

聯(lián)立解得

故選Bo

10.如圖所示，推力廠作用在物塊上，物塊以"g（g為重力加速度）的加速度沿光滑豎直墻面向下做勻加

速直線運(yùn)動(dòng)，推力尸與水平方向的夾角為30。；保持推力/大小不變，使物塊勻速下滑，/與水平方向夾用

6應(yīng)滿足（）

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

、

10【答案】D

【詳解】對物體進(jìn)行受力分析，在豎直方向上，根據(jù)牛頓第二定律

而將

代人可得

若恰好勻速下滑

解得

故選Do

多選11.在直升飛機(jī)豎直降落的過程中，開始時(shí)飛機(jī)勻速降落，飛行員對座椅的壓力情況如圖所示，取重

力加速度大小g=10m/s2,下列說法正確的是（）

A.飛行員的質(zhì)量為70kg

B.飛行員在〃時(shí)刻的加速度方向向下

C.￡行員在上時(shí)刻的加速度方向向下

D.從圖中可知匕行員在這兩次規(guī)避障礙過程中的加速度的最大值為6m/s2

11【答案】BD

【詳解】A.由題圖可知,飛行員受到的重力大小為500N,則質(zhì)量為50kg,A錯(cuò)誤;

B.飛行員在“時(shí)刻對座椅的壓力小于其受到的重力，合力方向向卜，加速度方向向下，B正確;

C.飛行員在f2時(shí)刻對座椅的壓力大于其受到的重力，合力方向向上，加速度方向向.匕C錯(cuò)誤;

D.由題圖可知，飛行員在a時(shí)刻受到的合力最大，則有

解得

D正確。

故選BDo

八R(ms2)

2.0

2526海

0

12t/s

一2.0

12【答案】CD

B.at圖像與t軸所用的面枳表示速度的變化量，所以電梯運(yùn)行的最大速度為

故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知2s內(nèi)電梯做勻加速運(yùn)動(dòng)，2~25s內(nèi)電梯做勻速運(yùn)動(dòng)，25~26s內(nèi)電梯做勻減速運(yùn)動(dòng)，則電梯上

升的高度為

故C正確；

D.平均層高為

故D正確。

13【答案】BC

【詳解】AB.物塊，的上升過程分為兩個(gè)階段，第一階段為在物塊〃釋放后，在繩子拉力的作用卜加速上升，

與此同時(shí)物塊，加速下降，速率與物塊〃相同，第二個(gè)階段為物塊b落地后，物塊〃在自生重力的作用下減

速上升直至最高點(diǎn)。則第一階段對整體由動(dòng)能定理有

第二階段對物塊〃由動(dòng)能定理有

聯(lián)立以上兩式可得

結(jié)合圖像可得

可知

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.要將物塊。拉起，則有

對物塊方，則有

可得

因此有

即

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

多選14.如圖所示，A、B兩個(gè)框同材料制成的正方體物塊靜止在水平地面上，二者之間不存在相互擠壓,

邊長之比為3：2,現(xiàn)將水平向右、大小為35N的推力產(chǎn)作用在物塊A上，此時(shí)A、B之間的彈力大小為罕.，

則下列說法正確的是（）

ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ/ZZ

B.若水平面光滑，僅將大小為35N的推力向左作用于物塊B上，A、B之間的彈力不發(fā)生變化

C.若水平面粗糙，