【热点强化突破优化方案】2016届高三物理大一轮复习课件：热点强化突破(三)牛顿运动定律

第三章牛顿运动定律第三章牛顿运动定律热点强化突破(三)第三章牛顿运动定律热点1超重、失重现象的分析牛顿运动定律是历年高考的重点内容，运用超重和失重的知识定性分析一些实际现象是高考的热点之一．解决此类问题注意将物体的受力情况与运动状态结合起来．第三章牛顿运动定律1．(单选)如图所示，台秤上有一装水容器，容器底部用一质量不计的细线系住一个乒乓球．某时刻细线断开，乒乓球向上加速运动，在此过程中，关于台秤的示数与线断前相比的变化情况及原因．下列说法正确的是()A．由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同B．细线断后不再向上提拉容器底部，所以示数变大C．细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大D．容器、水、乒乓球整个系统的重心向下加速，处于失重状态，所以示数变小D第三章牛顿运动定律解析：乒乓球加速上升，整个系统重心向下加速，处于失重状态，故D正确．第三章牛顿运动定律2．(多选)(2015·河南三市联考)如图甲所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直，在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板．当升降机向上运动时，其v－t图象如图乙所示，下面给出的地板所受压力F1和升降机天花板所受压力F2随时间变化的定性图象，可能正确的是()BC第三章牛顿运动定律解析：根据题述，物块未曾离开升降机的天花板，弹簧长度相同，弹簧中弹力相同，地板所受压力F1相同，选项B正确，A错误．当升降机向上运动时，在0～t1时间内，加速度向上，天花板对物块向下压力最小；在t2～t3时间内，减速运动，天花板对物块向下压力最大；所以选项C正确，D错误．第三章牛顿运动定律热点2牛顿第二定律的瞬时性运用牛顿第二定律解决瞬时问题是高考的另一热点，处理这类问题的关键是掌握不同力学模型的特点，准确判断哪些量瞬时不变，哪些量瞬时改变．第三章牛顿运动定律3.(单选)(2015·河南新乡一模)如图所示，质量分别为m1和m2的木块之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，以加速度g竖直向上做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，设此时m1和m2的加速度分别为aA和aB，则()A．aA＝aB＝2gB．aA＝g，aB＝gC．aA＝g，aB＝2m1＋m2m2gD．aA＝m1m1＋m2g，aB＝m2m1＋m2gC第三章牛顿运动定律解析：撤去拉力F前，通过受力分析和牛顿第二定律可得，弹簧弹力大小为2m1g，撤去拉力F瞬时，m2所受弹力未变，此时合力大小为F合＝kx＋m2g＝2m1g＋m2g，加速度aB＝2m1＋m2m2g，而m1受力未改变，aA＝g.第三章牛顿运动定律4．(单选)(2015·东北三省三校联考)物体A1、A2和B1、B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连接．两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，突然迅速地撤去支托物，让物体下落，在撤去支托物瞬间，A1、A2所受合外力分别是FA1和FA2，B1、B2所受合外力分别为FB1和FB2，则()A．FA1＝0，FA2＝2mg，FB1＝0，FB2＝2mgB．FA1＝mg，FA2＝mg，FB1＝0，FB2＝2mgC．FA1＝0，FA2＝2mg，FB1＝mg，FB2＝mgD．FA1＝mg，FA2＝mg，FB1＝mg，FB2＝mgB第三章牛顿运动定律解析：杆上的力是瞬时变化的．左边的两个物体，支撑的物体消失，则同时开始做自由落体运动．重力提供加速度，则杆对物体就没有作用力了．对A1和A2来说，受到的合力就是自身的重力mg，FA1＝FA2＝mg.右边的两个物体，支撑的物体消失，同样也会做自由落体运动．但是对B1来说，由于弹簧的力不会突变，还是有向上的弹力，所以合外力为零，FB1＝0；对B2来说，原本受到自身重力mg，弹簧弹力mg和向上的支持力2mg.现在向上的支持力2mg消失，则还受到自身重力和弹簧弹力，即FB2＝2mg.第三章牛顿运动定律5．(单选)(2015·陕西五校联考)如图所示，质量为m的小球用水平弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为()A．0B．大小为233g，方向竖直向下C．大小为233g，方向垂直于木板向下D．大小为33g，方向水平向右C第三章牛顿运动定律解析：未撤离木板前，小球受到重力mg、弹簧拉力kx、木板支持力F，如图所示．由平衡条件得Fcosθ＝mg，即F＝mgcosθ.当撤离木板的瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，但木板的支持力F立即消失，小球受重力mg和kx的合力大小等于木板撤离之前的F，方向与F的方向相反，故加速度方向为垂直于木板向下，大小为a＝Fm＝233g.所以本题正确答案为C.第三章牛顿运动定律热点3运用牛顿第二定律解决多过程问题综合运用牛顿第二定律和运动学知识解决多过程问题，是本章的重点，更是每年高考的热点．解决“多过程”问题的关键：首先明确每个“子过程”所遵守的规律，其次找出它们之间的关联点，然后列出“过程性方程”与“状态性方程”．第三章牛顿运动定律6．(2015·江西南昌模拟)有一个冰上滑木箱的游戏节目，规则是：选手们从起点开始用力推箱一段时间后，放手让箱向前滑动，若箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败．其简化模型如图所示，AC是长度为L1＝7m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱，BC为有效区域．已知BC长度L2＝1m，木箱的质量m＝50kg，木箱与冰面间的动摩擦因数μ＝0.1.某选手作用在木箱上的水平推力F＝200N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10m/s2.第三章牛顿运动定律那么该选手要想游戏获得成功，试求：(1)推力作用在木箱上时的加速度大小；(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件？第三章牛顿运动定律解析：(1)设推力作用在木箱上时的加速度为a1，根据牛顿运动定律得F－μmg＝ma1解得a1＝3m/s2.(2)撤去推力后，木箱的加速度大小为a2，根据牛顿运动定律得μmg＝ma2解得a2＝1m/s2推力作用在木箱上时间t内的位移为x1＝12a1t2撤去力F后木箱继续滑行的距离为x2＝a1t22a2第三章牛顿运动定律木箱停在有效区域内，要满足条件L1－L2≤x1＋x2≤L1解得1s≤t≤76s.答案：见解析第三章牛顿运动定律7．(2015·河南林州专项练习)如图所示，一圆环A套在一均匀圆木棒B上，A的高度相对B的长度来说可以忽略不计，A和B的质量都等于m，A和B之间滑动摩擦力为f(f＜mg)．开始时B竖直放置，下端离地面高度为h，A在B的顶端，如图所示，让它们由静止开始自由下落，当木棒与地面相碰后，木棒以竖直向上的速度反向运动，并且碰撞前后的速度大小相等．设碰撞时间很短，不考虑空气阻力，在B再次着地前，A、B不分离．(1)请描述在从开始释放到B再次着地前的过程中，A、B各自的运动情况，并解出匀变速运动时的加速度大小；(2)B至少应该多长？第三章牛顿运动定律解析：(1)释放后A和B相对静止一起做自由落体运动，加速度大小都为a＝g，B与地面碰撞后，A继续向下做匀加速运动，加速度大小aA＝mg－fm，B竖直向上做匀减速运动，加速度大小aB＝mg＋fm，B速度减为零后，继续以加速度aB向下运动．第三章牛顿运动定律(2)B着地前瞬间的速度为v1＝2gh，B与地面碰撞后向上运动到再次落回地面所需时间为t＝2v1aB，在此时间内A的位移x＝v1t＋12aAt2，要使B再次着地前A不脱离B，木棒长度L必须满足条件L≥x，联立以上各式，解得L≥8m2g2mg＋f2h.答案：(1)见解析(2)8m2g2mg＋f2h第三章牛顿运动定律8.(2013·高考江苏卷)如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验．若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.(1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小；(2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小；(3)本实验中，m1＝0.5kg，m2＝0.1kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1m，取g＝10m/s2.若砝码移动的距离超过l＝0.002m，人眼就能感知．为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？第三章牛顿运动定律解析：(1)砝码对纸板的摩擦力Ff1＝μm1g桌面对纸板的摩擦力Ff2＝μ(m1＋m2)gFf＝Ff1＋Ff2，解得Ff＝μ(2m1＋m2)g.(2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则Ff1＝m1a1F－Ff1－Ff2＝m2a2若发生相对运动，则a2＞a1解得F＞2μ(m1＋m2)g.第三章牛顿运动定律(3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1＝12a1t21纸板运动的距离d＋x1＝12a2t21纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离x2＝12a3t22l＝x1＋x2由题意知a1＝a3，a1t1＝a3t2代入数据解得F＝22.4N.答案：(1)μ(2m1＋m2)g(2)F＞2μ(m1＋m2)g(3)22.4N