第13讲牛顿运动定律的综合应用一-2024届高中物理一轮复习提升素养导学案（全国通用）

第13讲 牛顿运动定律的综合应用一 学习目标 明确目标 确定方向 1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题. 2掌握整体隔离法在动力学问题 【知识回归】 回归课本 夯实基础 第一部分基础知识梳理 1.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。 2.超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体竖直向下的加速度等于g 对应运动情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行 第二部分重难点辨析 一、对超重、失重的理解 (1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。 (2)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体具有向上的加速度还是向下的加速度，这也是判断物体超重或失重的根本所在。 (3)当物体处于完全失重状态时，重力只有使物体产生a＝g的加速度效果，不再有其他效果。此时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、液体不再产生压强和浮力等。 二．整体法与隔离法在动力学问题中的应用 1．整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。 2．隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。 3．整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力” 【典例分析】 精选例题 提高素养 【例1】如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码。某同学手持该传感器，从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止。下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（　　） A． B． C． D． 例1【答案】C 【详解】下蹲过程，钩码先向下加速再向下减速，则加速度方向先向下后向上，则钩码先处于失重状态，再处于超重状态，传感器受到的拉力先小于钩码的重力再大于钩码的重力。 起立过程，钩码先向上加速再向上减速，则加速度方向先向上后向下，则钩码先处于超重状态，再处于失重状态，传感器受到的拉力先大于钩码的重力再小于钩码的重力。 故选C。 【例2】．如图甲所示，人站在电梯内的一台磅秤上，当电梯沿竖直方向加速上升时，将看到磅秤的示数变大的现象，我们把这种现象叫“超重”。当电梯的加速度向上且大小为a时，可认为重力加速度由g变为，这时磅秤示数变大，变为，可把这个称为等效重力加速度；如图乙所示，小球在竖直面内做半径为r的圆周运动，当运动到最低点时速度为，下列说法正确的是（　　） A．当电梯处于超重状态时，速度一定向下 B．当等效重力加速度等于0时，电梯处于平衡状态 C．对乙图，小球在最低点时的加速度为g D．对乙图，小球在最低点时等效重力加速度为 例2【答案】D 【详解】A．由题意知，当电梯处于超重状态时，加速度向上，可能向上加速也可能向下减速，速度可能向上也可能向下，故A错误； B．当时，由 可得 ， 电梯和人的加速度为重力加速度，人和电梯处于完全失重状态，故B错误； C．对题图乙，小球在最低点时的加速度即向心加速度为 故C错误； D．对题图乙，由圆周运动的规律可得 小球在最低点时等效重力加速度为 联立可得 故D正确。 故选D。 【例3】10．如图，质量为M的大圆环中间有一立柱，其上串着一个质量为m的球，球和立柱间有摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．小球在立柱上端由静止释放，若加速下滑，则地面对大圆环的支持力大于 B．小球在立柱上以一定的速度向下运动，若减速下滑，则地面