10_三輪知識(shí)掃描_牛頓第三定律和連接體問題

1、高考資源網(wǎng)（），您身邊的高考專家新課標(biāo)人教版高三物理三輪知識(shí)掃描第四章牛頓第三定律和連接體問題一考點(diǎn)聚焦牛頓定律的應(yīng)用 II超重和失重 I二知識(shí)掃描1 牛頓第三定律作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在一條直線上，且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，力的性質(zhì)又相同。一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力雖都是等大反向，但作用力和反作用力受力對(duì)象為兩個(gè)物體，而平衡力則為一個(gè)物體；效果上作用力和反作用力各有各的效果，而平衡力則只有使物體平衡的效果；作用力反作用力的性質(zhì)必定相同，而平衡力的性質(zhì)則不一定相同。2 超重和失重超重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力的情況。當(dāng)物體具有向上的加速度

2、時(shí)（加速上升或減速下降）呈現(xiàn)超重現(xiàn)象。失重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力的情況。當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)（加速下降或減速上升）呈現(xiàn)失重現(xiàn)象。物體處于超重或失重狀態(tài)（包括完全失重）時(shí)，地球作用于物體的重力始終存在，大小也沒有發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生變化，即物體的視重有了變化。3加速度相同的連接體問題的處理方法：由于物體的加速度相同，則可將所有物體作為一個(gè)系統(tǒng)來(lái)考慮，整體運(yùn)用牛頓第二定律。如還要求連接體內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力時(shí)，則應(yīng)把物體隔離，對(duì)單個(gè)物體根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列式。 F（´10-3N）O 2 4 6 8 t/s圖3-3

3、-1123三好題精析例一電梯地板上有一個(gè)質(zhì)量為200kg的物體，它對(duì)地面的壓力隨時(shí)間變化的圖象如圖3-3-1所示，則電梯從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，在7s內(nèi)上升的高度為多少？ v/ms-1o 1 2 3 4 5 6 7 t/s圖3-3-2析與解：本例可通過(guò)臺(tái)秤示數(shù)（即示重）判斷出物體在三個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)情況，再根據(jù)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系求三個(gè)階段上升的總高度。也可以根據(jù)物體的Ft圖，作出對(duì)應(yīng)的vt圖象，再根據(jù)面積求物體上升的高度。10 02s內(nèi)物體的示重大于物體的重力，且起動(dòng)初速度為零，則物體向上加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a1=(F-mg)/m=5m/s2；2s末速度v=at=5´2=10m/s；25

4、Sm內(nèi)作勻速運(yùn)動(dòng)；57s內(nèi)作勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度a2=-5m/s2，作出相應(yīng)的v-t圖象，則在7s內(nèi)物體上升的高度h=m圖3-3-3點(diǎn)評(píng)：以圖象作為已知信息，來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先要還原物體的運(yùn)動(dòng)圖景，即物體運(yùn)動(dòng)的裝置圖及受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析。繼而抽象出物體的運(yùn)動(dòng)模型。本例中通過(guò)超重和失重獲得物體的受力及運(yùn)動(dòng)的信息，是建立物理問題的重要方面。例二如圖3-3-3所示，一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定豎直桿，在桿上套一個(gè)環(huán)，箱的桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，已知環(huán)沿桿以加速度a下滑，則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力是：A（m+M）g B（m-M）g C（m+M）g-ma D（m+M）g+ma析與解：此例為物

5、體系的一部分加速運(yùn)動(dòng)，而造成整體箱體整體對(duì)地面壓力減小，我們可以用定性的方法分析和判定此例的解。如果不發(fā)生超重或失重現(xiàn)象，則箱體對(duì)地面的壓力為N=（m+M）g，由于物體m加速向下運(yùn)動(dòng)，故會(huì)發(fā)生失重現(xiàn)象，因此N<（m+M）g，則答案AD可排除，而失重是由加速向下運(yùn)動(dòng)所引起的，因此箱體的視重應(yīng)與加速度有關(guān)，故答案C正確。vA圖3-3-4點(diǎn)評(píng)：對(duì)于一個(gè)物體系而言論，系統(tǒng)的一部分若存在加速運(yùn)動(dòng)，則會(huì)引起整體對(duì)支持物作用力的變化。這種類型問題，用超重和失重的思路，來(lái)等效地解決問題，是一個(gè)巧妙的思路。例三如圖3-3-4所示，有一箱裝得很滿的土豆，以一定的初速度在摩擦因數(shù)為m的水平地面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，

6、（不計(jì)其它外力及空氣阻力），則其中一個(gè)質(zhì)量為m的土豆A受其它土豆對(duì)它的總作用力大小應(yīng)是Amg BmmgmgmaF總圖3-3-5Cmg Dmg析與解：像本例這種物體系的各部分具有相同加速度的問題，我們可以視其為整體，求關(guān)鍵信息，如加速度，再根據(jù)題設(shè)要求，求物體系內(nèi)部的各部分相互作用力。選所有土豆和箱子構(gòu)成的整體為研究對(duì)象，其受重力、地面支持力和摩擦力而作減速運(yùn)動(dòng)，且由摩擦力提供加速度，則有mmg=ma，a=mg。而單一土豆A的受其它土豆的作用力無(wú)法一一明示，但題目只要求解其總作用力，因此可以用等效合力替代，它的受力分析如圖3-3-5所示，由矢量合成法則，得F總=因此答案C正確。點(diǎn)評(píng)：整體法與隔離

7、法交替使用，是解決這種加速度相同的物體系物體運(yùn)動(dòng)的一般方法。而整體法主要是用來(lái)求解物體系受外部作用力或整體加速度，隔離法則主要是用來(lái)求系統(tǒng)內(nèi)各部分的相互作用力。ABO例四：托盤A托著質(zhì)量為m的重物B，B掛在勁度系數(shù)為k的彈簧下端，彈簧的上端懸掛于O點(diǎn)，開始時(shí)彈簧豎直且為原長(zhǎng)，今讓托盤A豎直向下做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度為a，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，A與B開始分離（a<g）。析與解：圖3-3-6物體m向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，彈力變大，托盤對(duì)物體的支持力變小，物體與托盤分離與否的臨界條件是，托盤A對(duì)物體B的支持力為零。A、B剛要分離時(shí)臨界狀態(tài)下，由于支持力為零，B只有向下的重力和向上的彈簧彈力。

8、根據(jù)牛頓第二定律，有mg-kx=ma，a=（mg-kx）/m而物體作勻加速運(yùn)動(dòng)，又有，將x代入，即可解得：點(diǎn)評(píng)：臨界問題是物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生突變的問題，其往往是以物體受力發(fā)生突變?yōu)槠湓虻?，而臨界問題又常是隱含性問題，因此對(duì)分析能力和解決問題的能力的考察有很好的作用。A BO圖3-3-7例五鮮蛋儲(chǔ)運(yùn)箱中放有光滑的塑料蛋托架，架上有整齊排列的卵圓形凹槽的截面為圓形如圖3-3-7所示，圖中O為圓心，A、B兩點(diǎn)為水平槽口，a角為半徑OA與水平線AB的夾角，已知汽車與柏油馬路的動(dòng)摩擦因數(shù)為m，當(dāng)運(yùn)蛋的汽車緊急剎車時(shí)，為避免蛋從槽中滾出，圖中a角應(yīng)為多少？析與解：選擇汽車整體為研究對(duì)象，其在摩擦力的作用下作減速運(yùn)動(dòng)的加速度為mmg=ma，a=mg。再選一個(gè)鮮蛋為對(duì)象，其受力如圖3-3-8所示，則為使鮮蛋不在運(yùn)輸中滾出，