第三節牛頓運動定律的綜合應用考點整合一、超重與失重(完全失重)分類受力特征運動特征(產生條件)超重物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力(也叫視重)________物體的重力物體具有________的加速度失重物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力________物體的重力物體具有________的加速度完全失重物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力等于________物體的加速度為______________重力加速度g

大于豎直向上小于豎直向下零要點探究?探究點一超重與失重對超重和失重的理解1．當物體處于超重和失重狀態時，物體受到的重力并沒有變化．所謂“超”和“失”，是指視重，“超”和“失”的大小取決于物體的質量和物體在豎直方向的加速度．2．物體是處于超重狀態還是失重狀態，不在于物體向上運動還是向下運動，而是取決于加速度方向是向上還是向下．3．完全失重狀態不僅僅只限于自由落體運動，只要物體具有豎直向下的等于g的加速度就處于完全失重狀態．例如：不計空氣阻力的各種拋體運動，環繞地球做勻速圓周運動的衛星等，都處于完全失重狀態．在完全失重狀態下，由于重力產生的一切現象都不存在了．例如，物體對水平支持面沒有壓力，對豎直懸線沒有拉力，不能用天平測物體的質量，液柱不產生壓強，在液體中的物體不受浮力等等．課堂互動講練特別提醒1．由物體處于失重或超重狀態，可判斷加速度的方向為向下或向上，但并不能確定物體運動的速度方向．2．當物體出現超重或失重時，物體的加速度不一定沿豎直方向，但加速度一定有豎直方向的分量．1.(2009年廣東深圳模擬)如圖3－3－1所示，輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上，彈簧下端懸掛一個小鐵球，在電梯運行時，乘客發現彈簧的伸長量比電梯靜止時的伸長量小，這一現象表明()即時應用A．電梯一定是在下降B．電梯可能是在上升C．電梯的加速度方向一定是向上D．乘客一定處在失重狀態BDA變式題AD特別提示：(1)物體超重或失重時，所受重力并沒有變化．(2)物體處于超重狀態還是失重狀態，與物體的速度沒有關系．整體1．整體法當系統中各物體的

相同時，我們可以把系統內的所有物體看成一個整體，這個整體的質量等于各物體的

，當整體受到的外力已知時，可用

求出整體的加速度．加速度質量之和牛頓第二定律2．隔離法從研究的方便出發，當求解系統內物體間

時，常把物體從系統中

出來，進行分析，依據牛頓第二定律列方程．相互作用力

“隔離”3．外力和內力如果以物體系統為研究對象，受到系統之外的物體的作用力，這些力是該系統受到的

，而系統內各物體間的相互作用力為

．應用牛頓第二定律列方程時不考慮內力．如果把某物體隔離出來作為研究對象，則

將轉換為隔離體的

．外力內力內力外力整體法與隔離法選取的原則系統問題是指在外力作用下幾個物體連在一起運動的問題，系統內的物體的加速度可以相同，也可以不相同，對該類問題處理方法如下：1．隔離法的選取(1)適應情況：若系統內各物體的加速度不相同，且需要求物體之間的作用力．(2)處理方法：把物體從系統中隔離出來，將內力轉化為外力，分析物體的受力情況和運動情況，并分別應用牛頓第二定律列方程求解，隔離法是受力分析的基礎，應重點掌握．2．整體法的選取(1)適應情況：若系統內各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力．(2)處理方法：把系統內各物體看成一個整體(當成一個質點)來分析整體受到的外力，應用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)．3．整體法、隔離法交替運用原則：若系統內各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度（或未知力），然后再用隔離法選取合適的研究對象，應用牛頓第二定律求作用力．即“先整體求加速度（或力），后隔離求內力”．特別提醒運用整體法分析問題時，系統內各物體的加速度的大小和方向均應相同，如果系統內各物體的加速度僅大小相同，如通過滑輪連接的物體，應采用隔離法求解．2．如圖3－3－2所示，光滑水平面上放置質量分別為m、2m的A、B兩個物體，A、B間的最大靜摩擦力為μmg，現用水平拉力F拉B，使AB以同一加速度運動，則拉力F的最大值為()即時應用圖3－3－2A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmgC變式題1A例2、如圖所示，質量為M的木箱放在水平面上，木箱中的立桿上套著一個質量為m的小球，開始時小球在桿的頂端，由靜止釋放后，小球沿桿下滑的加速度為重力加速度的，即a=g，則小球在下滑的過程中，木箱對地面的壓力為多少？解析：（木箱與小球沒有共同加速度，所以須用隔離法）。取小球m為研究對象，受重力mg、摩擦力Ff，據牛頓第二定律得：mg-Ff=ma ①取木箱M為研究對象，受重力Mg、地面支持力FN及小球給予的摩擦力Ff′如圖。據物體平衡條件得：FN-Ff′-Mg=0 ②且Ff=Ff′ ③由①②③式得FN=g由牛頓第三定律知，木箱對地面的壓力大小為FN′=FN

=g.2.如圖3－3－7所示，在傾角為α的固定光滑斜面上，有一用繩子拴著的長木板，木板上站著一只貓．已知木板的質量是貓的質量的2倍．當繩子突然斷開時，貓立即沿著板向上跑，以保持其相對斜面的位置不變．則此時木板沿斜面下滑的加速度為()題型二整體法與隔離法中的靈活應用C?探究點三動力學中的臨界與極值問題

2.如圖所示，質量M=8.0kg的小車停放在光滑水平面上。在小車右端施加一個F=8.0N的水平恒力。當小車向右運動的速度達到3.0m/s時，在其右端輕輕放上一個質量m=2.0kg的小物塊（初速為零），物塊與小車間的動摩擦因數μ=0.20，假定小車足夠長。求：⑴經多長時間物塊停止在小車上相對滑動？⑵小物塊從放在車上開始，經過t=3.0s，通過的位移是多少？(取g=10m/s2)F

m

M

?探究點四涉及傳送帶的動力學問題1.水平傳送帶動力學問題圖解1、(江蘇六校聯考)如圖所示，一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速率沿順時針方向運動，傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面，物體以恒定的速率沿直線向左滑上傳送帶后，經過一段時間又返回光滑水平面上,這時速率為,則下列說法正確的是A．若Ｂ．若Ｃ．不管Ｄ．AB即時應用[例一]水平傳送帶被廣泛應用于機場和火車站，如圖所示為一水平傳送帶裝置示意圖，緊繃的傳送帶AB始終保持恒定的速率v=1m/s運行，一質量為m=4kg的行李無初速地放在A處，傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動。設行李與傳送帶之間的動摩擦因素，A、B間的距離L=2m,g取10m/s2。（1）求行李剛開始運動時所受滑動摩擦力的大小與加速度的大小；（2）求行李做勻加速直線運動的時間；（3）如果提高傳送帶的運行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A傳送到B處的最短時間和傳送帶對應的最小運行速率。ABV[解析]（1）滑動摩擦力加速度為(2)行李達到與傳送帶相同速率后不再加速,則(3)行李始終勻加速運動時間最短,加速度仍為,當行李到達右端時,所以傳送帶的最小運行速率為2m/s.行李最短運行時間由2.傾斜傳送帶動力學問題圖解[練習2](2007廣東佛山)如圖所示，表面粗糙的傳送帶靜止時，物塊由皮帶頂端Ａ從靜止開始滑到皮帶底端B用的時間是t，則A.當皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定大于tB.當皮帶向上運動時，物塊由A滑到B的時間一定等于tC.當皮帶向下運動時，物塊由A滑到B的時間一定等于tD.當皮帶向下運動時，物塊由A滑到B的時間一定小于tABV