第三节 牛顿运动定律的综合应用-2023年高考物理一轮系统复习学思用

第三节 牛顿运动定律的综合应用 【要点归纳】 一、整体法与隔离法处理连接体问题 1．连接体问题：所谓连接体就是指多个相互关联的物体，它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度)． 2．隔离法与整体法 (1)隔离法：在求解系统内物体间的相互作用力时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某部分分隔出来，单独研究的方法． (2)整体法：整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度，且不涉及相互作用时，将其作为一个整体研究的方法． 3．对连接体的一般处理思路 (1)先隔离，后整体． 二、超重与失重问题 1．超重： (1)定义：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现象. (2)产生条件：物体具有向上的加速度. 2．失重： (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象. (2)产生条件：物体具有向下的加速度. 3．完全失重： (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象. (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下. 4．实重和视重： (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关. (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. 三、动力学中的连接体问题 1.连接体：多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体.连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度). 2.常见连接体的类型： (1)同速连接体(如图所示) 特点：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同速度和相同加速度. 处理方法：用整体法求出a与F合的关系，用隔离法求出F内力与a的关系. (2)关联速度连接体(如图所示) 特点：两连接物体的速度、加速度大小相等，方向不同，但有所关联. 处理方法：分别对两物体隔离分析，应用牛顿第二定律进行求解. 【夯实基础练】 1．(2022•北京市北师大附属实验中学高三(下)零模)由航天员翟志刚、王亚平和叶光富执行的载人飞行任务是我国空间站建设的重要任务之一、空间站是一个特别的太空实验室，绕地球运行时，其中的物体将处于完全失重状态。下列实验在运行的空间站中可以进行的是(　　) A．用牛顿管观察轻重不同的物体下落的快慢 B．用牛顿第二定律测物体质量 C．如图测量静摩擦力的大小随拉力的变化 D．用“体重计”测量人的质量 【解析】 A．由于物体处于完全失重状态，则物体不会下落，不能比较下落的快慢，故A错误； B．完全失重状态下也能测出物体的合力与物体运动的加速度，从而通过牛顿第二定律测物体质量，故B正确； C．由于物体处于完全失重状态，物体对地面或者木板没有压力，故物体不能受到静摩擦力，则无法测量静摩擦了，故C错误； D．由于人处于完全失重状态，人对体重计无压力，则不能用“体重计”测量人的质量，故D错误。故选B。 【答案】 B 2．(2022•北京四中高三(上)期中)关于超重与失重，下列说法正确的是(　　) A．竖直向上抛出的物体处于超重状态 B．人造地球卫星中的物体处于完全失重状态 C．人乘坐电梯以大小为的加速度加速下降时，人对地板的压力等于人重力的1.5倍 D．人乘坐电梯以大小为的加速度减速上升时，人对地板的压力大小等于地板对人的支持力大小 【解析】 A．竖直向上抛出的物体，只受重力，加速度向下，大小为g，为完全失重状态，故A错误； B．人造地球卫星中的物体只受到地球对它的吸引力，处于完全失重状态，故B正确； C．人乘坐电梯以大小为的加速度加速下降时，处于失重状态，人对地板的压力应该比重力小，大小可以用牛顿第二定律求出，得，故C错误； D．根据牛顿第三定律，人对地板的压力大小等于地板对人的支持力大小，故D正确；故选BD。 【答案】 BD 3．(2022•重庆育才中学一模)下列漫画描绘了超失重的现象，若图a表示电梯静止或者匀速运动的情形，那么图b，图c，分别表示电梯在如何运动，下列说法正确的是(　　) A．图b可能表示电梯向上做减速运动 B．图b可能表示电梯向上做加速运动 C．图c可能表示电梯向上做加速运动 D．图c可能表示电梯向下做减速运动 【解析】 AB．图b图案被压扁了，是超重，加速度向上，可能向上做加速运动，也可能向下做减速运动，B正确，A错误； CD．图c图案被拉长了，是失重，加速度向下，可能向下做加速运动，也可能向上做减速运动，CD错误。故选B。 【答案】 B 4．(2022•昆明一中、银川一中高三(下)一模)图甲是小明同学站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，点P是他的重心位置，a是静止站立时的状态。图乙是根据传感器采集到的数据画出的力一时间图线。两图中a ~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。