高考物理第一轮复习教案第3章《牛顿运动定律》3牛顿运动定律的应用(一)

(2）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？ 解析：由题意，对金属块受力分析如图所示。

当向上匀减速运动时，加速度方向向下，设上顶板的压力传感器的示数为N1，弹簧弹力为F,由牛顿第二定律有N1＋mg一F＝ma……①

弹簧弹力F等于下底板的压力传感器的示数N2：F＝N2=10N代入①可解得m=0．5kg。 （1)依题意，N1=5 N,弹簧长度没有改变，F＝10N代入①解得a=0，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。

(2)当整个箱体的加速度方向向上时有F一N1一mg=ma，求出N1减至零的加速度：

a?F?g=10 m/s2。 m上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做加速度不小于10 m/s的向上加速或

2

向下减速运动。

【例8】如图所示滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1＝m2十m3，这时弹簧秤的读数为T，若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将（ ）

A.增大； B.减小； C.不变； D.无法判断

【解析】解法1：移m2后，系统左、右的加速度大小相同方向相反，由于ml十m2＞m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，弹簧秤的读数减小，B项正确。

解法2：:移后设连接绳的拉力为T，系统加速度大小为a。 对（ml＋m2）：（m1＋m2)g一T＝（ml＋m2)a； 对m3：T一m3g＝m3a 消去a，可解得T?//

/

/

m1 m2 m3 2m3g?m1?m2?。

m1?m2?m3/

对滑轮稳定后平衡：弹簧秤的读数T＝2T，移动前弹簧秤的读数为2(m1＋m2＋m3)g，比较可得移动后弹簧秤的读数小于2(m1＋m2＋m3）g。故B项正确。

【例9】如图所示，有一个装有水的容器放在弹簧台秤上，容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止，当细线突然断开，小球上升的过程中，弹簧秤的示数与小球静止时相比较有’（C） A.增大； B.不变； C.减小； D.无法确定

解析：当细线断后小球加速上升时处于超重状态，而此时将有等体积的“水球”

加速下降处于失重状态；而等体积的木球质量小于“水球”质量，故总体体现为失重状态，

弹簧秤的示数变小．

【例10】如图，一杯中装满水，水面浮一木块，水面正好与杯口相平。现在使杯和水一起向上做加速运动，问水是否会溢出？

【解析】本题的关键在于要搞清这样的问题：当水和木块加速向上运动时，木块排开水的体积是否仍为V，它所受的浮力是否与静止时一样为ρ水gv？我们采用转换的方法来讨论该问题。

设想在水中取一块体积为V的水，如图所示，它除了受到重力，还要受到周围水的浮力F，当杯和水向上运动时，它将和周围水一起向上运动，相对于杯子不会有相对运动。则F－mg=ma，F= m（g＋a）=ρ水V（g＋a）。

现在，如果把这块水换成恰好排开水的体积为V的木块，显然，当水和

木块一起向上做加速运动时，木块所受到周围水对它的浮力也应是ρ水V（g＋a），木块的加速度为

a木＝F合/m水＝

?水V?g?a??m水gm水=

m水?g?a??m水gm水=a，（m水=ρ水V）

可见，木块排开水的体积不会增加，所以水不会溢出

试题展示

1.有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合力进行分析和判断。例如从解的物理量的单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一定特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。

举例如下：如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水

A θ B 平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的

M+m

加速度a = M+msin2θ gsinθ，式中g为重力加速度。

对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。但是，其中有一项是错．误的。请你指出该项。 ．

A．当?=0°时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的 B．当?＝90°时，该解给出a=g,这符合实验结论，说明该解可能是对的 C．当M>>m时，该解给出a≈gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 D．当m>>M时，该解给出a≈

g，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 sin?答案：D

【解析】：当m??M时，该解给出a=

g,这与实际不符，说明该解可能是错误的。 sin?2.（山东卷－19）直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是

A．箱内物体对箱子底部始终没有压力

B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 答案：C

【解析】：因为受到阻力，不是完全失重状态，所以对支持面有压力，A错。由于箱子阻力

和下落的速度成二次方关系，最终将匀速运动，受到的压力等于重力，最终匀速运动，BD错，C对。

3．如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON＝2MO，M、N两点高度相同。小球自M点右静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、EK分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是 A

v s a

O A

t O B

t O C

t O D

t Ek M N

4．一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为1g，g为重力加速度。人对

3电梯底部的压力为 A．1mg

3D B．2mg

C．mg

D．4mg

35．一物体放置在倾角为?的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中， 加速度为a，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下， 下列说法中正确的是 BC

（A）当?一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小 （B）当?一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大

（C）当a一定时，?越大，斜面对物体的正压力越小 （D）当a一定时，?越大，斜面对物体的摩擦力越小

6．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10 m/s2。求：

⑴小环的质量m； ⑵细杆与地面间的倾角?。

解：由图得：a?α 0

2

4

6 t/s

0

2

4

6 t/s

F 5.5 5 F/N 1 v/m·s－1 v?0.5 m/s2 t前2 s有：F2－mg sin?＝ma 2 s后有：F2＝mg sin?

代入数据可解得：m＝1 kg，?＝30?

7．如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g＝10 m/s2）

求：

⑴斜面的倾角?；

⑵物体与水平面之间的动摩擦因数?； ⑶t＝0.6 s时的瞬时速度v。 解：⑴由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为

t（s） v（m/s）

0.0 0.0

0.2 1.0

0.4 2.0

… …

12 1.1

14 0.7

… …

A α B

C

?va1??5 m/s2?t

mg sin ?＝ma1

可得：?＝30?，

⑵由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为

a2??v?2 m/s2 ?t?mg＝ma2