第4章 第5节 牛顿运动定律的应用&第6节 超重和失重-【一本】高中物理知识大盘点

3.检验物理公式及结果：根据物理量的单位，可以推断该物理公 式计算结果的单位，若该单位与所求的物理量的单位不一致， 则公式或计算结果有误。 4.比较物理量的大小：比较某个物理量不同值的大小时，需要将 修第一 他们的单位统一，再比较数值大小。 册 第5节牛顿运动定律的应用5年3考 ◆易混易错 第四章 动力学问题的解题关键 ①两个分析运动分析 受力分析 知识点1动力学的两类基本问题 运动 ②一个桥梁 加速度。 1.两类基本动力学问题 力的关系 动力学问题就是研究力和运动的关系，试题一般涉及两类：已 珍知识拓展 知运动求力；已知力求运动。联系力与运动的纽带是加速度， ①分解力而不分解加速 度的实例： 解决这两类问题的思路如下： 牛顿第二定律 加速度a 运动学公式 a 第二类问题 受力情况 运动情况 第一类问题 mg 物体沿斜面运动时，通 牛顿第二定律 加速度a 运动学公式 常分解力而不分解加 速度。 2.解决动力学问题的一般步骤 ②分解加速度而不分解 力的实例： 明确研究对象 根据问题，选定研究的物体或系统 a 受力分析和 分析研究对象的受力情况，画出受力示意 0 运动状态分析 图，明确物体的运动性质和运动过程 人随电梯做匀加速运动 通常沿加速度的方向建立坐标系，并以加 y 建立坐标系 速度方向为某一坐标轴的正方向 F 若物体只受两个共点力，通常用合成法； F持 确定合外力 若物体受到三个及三个以上不在同一直线 mg 上的力， 一 般用正交分解法 对人受力分析 根据牛顿第二定律F羚=ma或{ma列方 -n a 列方程求解 F=ma. 程求解，必要时还要对结果进行讨论 0 知识点32 正交分解法在动力学问题中的应用 重点 分解加速度 F#=ma,=macos 0 1.正交分解法是解答动力学问题的基本方法，物体受三个或多 Fx-mg=may-masin 0 个互成角度的共点力时，一般应用正交分解法。 2.牛顿第二定律正交分解形式：F合=maz,F哈=may 。057。 3.建立坐标系常见的两种情况 (I)分解力：此时我们一般沿a的方向和垂直于a的方向建立 坐标系，并规定a的方向为x轴正方向。 必修第 (2)分解加速度：若物体受到的几个力在相互垂直的方向上， 册 且加速度不沿这两个方向，此时若分解力不易计算，可以沿这 两个相互垂直的方向分解加速度。 第 珍方法总结 知识点3连接体问题◆重点 运 加速度相同的连接体问题 1.连接体：两个或两个以上相互关联（叠放，并排，或由细线、轻 和 求内力 求外力 杆、弹簧连接等)，并在外力作用下一起运动的物体系统称为 的关系 整体法求 隔离一个 连接体。连接体一般具有相同（或大小相等）的速度或加速度。 加速度 受力较简 单的物体 2.内力和外力：连接体内部各物体之间的相互作用力是内力；系 求加速度 隔离一个 统内的物体受到系统外的物体的作用力是外力。内力和外力 受力较简 整体法 的区分取决于所选择的研究对象。 单的物体 求内力 求外力 3.连接体问题的处理方法 ◆知识拓展 (1)整体法：把加速度相同的物体看作一个整体来研究的方 连接体的动力分配 法。整体法不考虑系统内力，只考虑系统所受的外力。 5个物体完全相同 E2345光滑 (2)隔离法：把系统中某一物体（或几个物体）隔离出来单独研 ①把后4个物体看成一 究的方法。隔离法可以求系统内物体间的相互作用力。 个整体，可知第1个物 (3)整体法和隔离法并不是对立的，而是相互结合、交替运 体对第2个物体的弹力 用的。 Rr-智 5 4.连接体的动力分配 ②把前3个物体看成一 个整体，把后2个物体 2 看成一个整体，可知第3 如图所示，在光滑的水平面或斜面上，把两个物体组成连接 个物体对第4个物体的 弹力R-额F得 体，外力作用在其中一个物体上，使连接体沿力的方向运动， 59 则两个物体之间的作用力F想=F。此结论不受运动 mAtmB 吵方法总结 性质的限制，若涉及摩擦力或空气阻力，只要阻力与质量成正 临界、极值问题的 分析思路 比，此结论都适用。 分析物理过程 知识点34临界或极值问题 点 分析受力情况或 1.临界或极值问题的关键词 运动状态的变化 (I)临界问题：“刚好”“恰好”“正好”“取值范围”等，表明题述 找出临界状态和临 界条件 的过程存在临界点。 (2)极值问题：“最大”“最小”“至多”“至少”等，表明题述的过 应用动力学规律列 式求解 程存在极值点。 。058 2.常见临界和极值条件 (1)接触与脱离的临界条件：接触处的弹力F、=0且分离瞬 间两物体的速度及加速度相同。 (2)相对静止或相对滑动的临界条件：接触处的静摩擦力达到 必修第一 最大静摩擦力。 (3)绳子断裂的临界条件：绳子中的张力达到绳子所能承受的 最大张力。 第四章 (4)绳子松弛的临界条件：张力为0。 (5)加速度最大的条件：合外力最大。 (6)速度最大的条件：应通过运动过程分析，多数情况下当加 速度为0时速度最大。 运动和力的关系 知识点35 板块模型 重点 1.板块模型 珍特别提醒 板块模型解题的关键是 模型 B 光滑 根据相对运动情况分析 图示 摩擦力的大小和方向， 特别注意两者共速的时 (1)根据受力条件判断两者发生相对运动的临界条件，注 刻，往往是摩擦力性质、 意两者共速前后，摩擦力的突变问题； 大小及方向变化的临界 模型 (2)应用牛顿第二定律和隔离法计算两者的加速度大小， 点。 求解进而根据初始条件和受力情况判断两者的运动性质及过 思路 程（滑块可看作质点）； (3)根据运动与规律列出过程方程； (4)根据几何关系列出两者间的位移关系式 (1)滑块与滑板不脱离的临界条件：滑板的最短长度等于 滑块与滑板共速过程的相对位移 X板一X块 临界 条件 运动方向相同时 运动方向相反时 L二x块一x板 L=x块十x板 (2)滑块与滑板相对滑动的临界条件：滑块与滑板间的摩 擦力达到最大静摩擦力 2.常见模型分析 滑板放在光滑的水平面上，滑块质量为m1、滑板质量为2， 二者间的动摩擦因数为u,滑块受到滑板的摩擦力为F,滑板 。059。 受到滑块的摩擦力为F′，若板块间恰好发生相对滑动，则二 ◆知识拓展 者间的摩擦力为滑动摩擦力，且二者的加速度相等。 滑板放在粗糙的水平面 必修第 上，常见情况有以下 受力示意图 运动分析 相对位移 几种： ①滑块受恒力 滑块受恒力F时，对滑块受 册 华Fm 力分析，有F一F=ma,对 第 F7 滑板受力分析，有F, m2a,又F=F=m1g,得 运 ②滑块有初速度 F=mg(1+他)，所以当 一41m2 m 力的关系 →F 2 F≤mg(1+)时，板块 ③滑板受恒力 相对位移 a m 保持相对静止 为0 (1)若F≤mg(1+m),板 m2 ④滑板有初速度 块相对静止，彼此之间的摩 m 77 Fa' 1 F F F 712 擦力为静摩擦力，板块以共 7777777777777 滑块受恒力F 同的加速度做匀加速直线运 动；撤去力F后，板块以共 同的速度做匀速直线运动 (2)若F>m1g(1+m),板 m2 板块不脱 块发生相对滑动，彼此间的 离时滑板 摩擦力为滑动摩擦力；撤去力 的最短长 ℉后，滑块开始减速、滑板仍 度等于总 加速。若滑板足够长，二者达 的相对 到共速时摩擦力突然消失，然 位移 后一起做匀速直线运动 板块不脱 滑块受滑板摩擦力减速，滑 离时滑板 板受滑块摩擦力加速；若滑 F 的最短长 1m2 板足够长，二者达到共速时 滑块有初速度 度等于总 摩擦力突变为0，然后一起 的相对 做匀速直线运动 位移 。060。 续表 受力示意图 运动分析 相对位移 滑板受恒力F时，对滑块受 力分析，有F:=m1a,对滑板 必修第一册 受力分析，有F-F=m2a, 又F=F=μm1g,联立解 得F=u(m1+m2)g,因此， 当F≤u(m十m2)g时，板 相对位移 块保持相对静止个 为0 (1)若F≤(m十m)8:板 第四章运动和力的关系 块相对静止，彼此间的摩擦 a 力为静摩擦力，板块以共同 Fr'm2 mF F 的加速度做匀加速直线运 滑板受恒力F 动；撤去力F后，板块以共 同的速度做匀速直线运动 (2)若F>(m+m2)g,板 块发生相对滑动，彼此间的 板块不脱 摩擦力为滑动摩擦力；撤去 离时滑板 力F后，滑板受到滑块的摩 的最短长 擦力开始减速，滑块受到滑 度等于总 板的摩擦力仍加速，二者达 的相对 到共速时摩擦力突变为0， 位移 然后一起做匀速直线运动 ◆特别提醒 板块不脱 滑块受到滑板的摩擦力加 传送带模型的解题关键 离时滑板 速，滑板受到滑块的摩擦力 ①解决水平传送带问题： m F 172 的最短长 a.明确滑块受到的滑动 减速；若滑板足够长，二者达 摩擦力及滑块和传送带 滑板有初速度 度等于总 到共速时摩擦力突变为0， 的相对运动情况；b.注 的相对 然后一起做匀速直线运动 意对临界问题的分析， 位移 即滑动摩擦力在V物= 知识点36 传送带模型 重点 V带时发生突变的情况。 ②解决倾斜类传送带问 1.水平传送带模型 题，认真分析物体与传送 带的相对运动情况，从而 模型图示 滑块可能的运动情况 确定其是否受到滑动摩 (1)可能一直加速； 擦力作用，物体“后段”运 (2)可能先加速后匀速 动究竟如何，要充分比较 u与tan0的大小。 。061● 续表 身重点解读 模型图示 滑块可能的运动情况 必修第一 (1)6>v时，可能一直减速，也可能先减速再 G I 匀速； →V物>V常→F G (2)<时，可能一直加速，也可能先加速再 第四章 5 匀速； G (3)6=v时，一直匀速 运 对于水平传送带，当℃物= 和 ℃嘴时，二者无相对运动， (1)传送带较短时，滑块可能一直减速到达左端； 摩擦力突变为0。 的关系 (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端 2.倾斜传送带模型 ◆知识拓展 传送带的共速问题 模型图示 滑块可能的运动情况 ①水平传送带问题中， 当物体与传送带共速 U. =0 (1)可能一直加速（运动时间短）； 后，物体与传送带会保 (2)可能先加速后匀速（传送带较长） 持相对静止，一起做匀 速运动。 ②倾斜传送带问题中， (1)可能一直加速； 当物体与传送带共速 (2)可能先加速后匀速（摩擦力大于重力沿传送 后，物体与传送带能不 能保持相对静止，需要 带的分力)； 进行判断。发生相对滑 (3)可能先以a1加速后以a2加速(a1>a2) 动的临界条件是两物体 之间的静摩擦力达到最 大静摩擦力，若mgsin> (1)可能一直加速(6<o); Fnx(Fx≈F=1 mgoos0), (2)可能先加速后匀速(<)； 则不能保持相对静止； (3)可能一直匀速(%=v,摩擦力与重力的分力 若mgsin0≤Fnax,则能 Vo+0 平衡)； 保持相对静止。 (4)可能先以a1加速后以a2加速（摩擦力方向 先斜向下后斜向上，重力分力大于摩擦力)； (5)可能一直减速(>w): (6)可能先减速后匀速(6>) (1)可能一直加速（重力分力大）； 00≠0 (2)可能一直匀速（重力分力与摩擦力大小相等）； (3)可能一直减速（摩擦力较大，运动时间短）； (4)可能先减速后反向加速（摩擦力较大） 。062。 第6节 超重和失重5年1考 ◆知识拓展 ①静止或匀速直线运动 (F=mg)。 必 知识点 超重和失重 F ☐a-0 1.超重、失重和完全失重 mg 册 平衡 项目 超重 失重 完全失重 ②加速上升或减速下降 (F-mg=ma→F>mg)。 第四章 物体对支持物的 物体对支持物的 物体对支持物 F ▣a 压力（或对悬挂物 压力（或对悬挂物 (或悬挂物)完全 mg 定义 超重 的拉力)大于物体 的拉力)小于物体 没有作用力的 ③加速下降或减速上升 运动和力的关系 (mg-F=ma→F<mg)。 所受重力的现象 所受重力的现象 现象 F a 加速 mg 加速度方向向 失重 度特 加速度方向向上 加速度方向向下 ④加速下降或减速上升 下，a=g 且加速度为g(mg 征 F=mg→F=0)。 ▣8 原理 F-mg=ma→ mg-F=ma→ mg-F=ma, mg 完全失重 方程 F=m(gta)>mg F-m(g-a)<mg a=g→F=0 ◆知识拓展 超重和失重的判断实例 运动 加速上升或减速 加速下降或减速 以a=g加速下降 物体是否处于超重或失 重状态，不在于物体是 状态 下降 上升 或减速上升 向上运动还是向下运 动，而在于物体的加速 2.实重：物体实际所受的重力。它与物体的运动状态无关。 度方向。 3.超重和失重的判断方法 (1)从力的角度判断：当物体所受向上的拉力（或支持力）大于 重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态； 如图所示，mp>ma将Q 等于0时，物体处于完全失重状态。 下面的线剪断后，P加 (2)从加速度的角度判断（上超下失）：当物体具有向上的加速 速下降，失重；Q加速上 升，超重。P的质量大， 度时，物体处于超重状态当物体具有向下的加速度时，物体 失重“失”得多；Q的质 量小，超重“超”得少，系 处于失重状态；当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时， 统失重。 物体处于完全失重状态。 ●063●