专题12牛顿定律综合运用（重难点精讲）-2021年高考物理一轮复习微专题训练（人教版）.docx

1、专题12 牛顿定律综合运用【知识点一】超重与失重1不论超重、失重或完全失重，物体的重力都 ，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，而在于物体的加速度方向，只要其加速度在 有分量，物体就会处于超重或失重状态【例1】(2019四川三台中学模拟)人蹲在体重计上不动时，体重计的示数为G.那么，人在站起的过程中，体重计的示数与G的关系是()A一直大于GB一直小于GC先小于后大于G D先大于G后小于G【例2】为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示当此车加速上坡时，乘客()A 处于失

2、重状态 B处于超重状态C受到向后的摩擦力作用 D所受力的合力沿斜面向下【知识点二】整体与隔离1整体法：当连接体内(即系统内)各物体的 相同时，可以把系统内的所有物体看成一个 ，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法2隔离法：当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法【例3】(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时

3、，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A8B10C15 D18【知识点三】动力学中的图像问题【例4】(多选)如图甲，一物块在t0时刻滑上一固定斜面，其运动的vt图线如图乙所示若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度【例5】由图像分析物体的运动(2019青海西宁二十一中高三月考)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等从t0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化

4、的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示取重力加速度g10 m/s2，则物体在t0到t6 s这段时间内的位移大小为 ()A4 mB8 mC10 m D12 m【例6】由图像分析物体的受力(多选)如图甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，g取10 m/s2.下列选项中正确的是()A05 m内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F方向不变C恒力F大小为10 ND物块与水平面的动摩擦因数为0.3【知识点四】临界极值问题【例7】(多选)如

5、图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F，则()A当F2mg时，A、B都相对地面静止B当Fmg时，A的加速度为gC当F3mg时，A相对B滑动D无论F为何值，B的加速度不会超过g【例1】解析：人在站起的过程中先是加速向上运动，加速度向上，是超重过程，体重计的示数大于G；接着减速向上运动，加速度向下，是失重过程，体重计的示数小于G.所以正确选项为D.答案：D【例2】解析：当此车加速上坡时，整体的加速度沿斜面向上，乘客具有竖直向上的分加速度，所以乘客处于超重状态，

6、故A错误，B正确；对乘客进行受力分析，乘客受重力、支持力、静摩擦力，乘客加速度沿斜面向上，而静摩擦力必沿水平方向，乘客有水平向右的分加速度，所以受到向前(水平向右)的摩擦力作用，故C错误；由于乘客加速度沿斜面向上，根据牛顿第二定律得所受合力沿斜面向上，故D错误答案：B【例3】解析：设挂钩P、Q西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则挂钩P、Q西边车厢的质量为nm，以西边这些车厢为研究对象，有FnmaP、Q东边有k节车厢，以东边这些车厢为研究对象，有Fkma联立得3n2k，总车厢数为Nnk，由此式可知n只能取偶数，当n2时，k3，总节数为N5当n4时，k6，总节数为N10当n6时，k9，总节数为N

7、15当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确答案：BC【例4】解析设物块的质量为m、斜面的倾角为，物块与斜面间的动摩擦因数为，物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为a1和a2，根据牛顿第二定律有mgsin mgcos ma1，mgsin mgcos ma2.再结合vt图线斜率的物理意义有a1，a2.由上述四式可见，无法求出m，可以求出、，故B错误，A、C均正确.0t1时间内的vt图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离，已求出，故可以求出物块上滑的最大高度，故D正确答案ACD【例5】解析：最大静摩擦力fmg0.220 N4 N，当拉力大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开

8、始运动，所以在t2 s时才开始运动；24 s时Ff，物体由静止开始做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得加速度为a m/s21 m/s2，位移为x1at214 m2 m,4 s末的速度为vat12 m/s2 m/s，46 s时根据牛顿第二定律可得加速度为a1 m/s21 m/s2，位移为x2vta1t2(2214) m2 m，则物体的总位移是xx1x2(22) m4 m，故A正确，B、C、D错误答案：A【例6】解析：根据vv2ax可知，物体在05 m内速度减小，做匀减速运动，故A正确物体匀减速直线运动的加速度大小为a1 m/s210 m/s2，物体匀加速运动的加速度大小a2 m/s24 m/s

9、2，根据牛顿第二定律得Ffma1，Ffma2，联立两式解得F7 N，f3 N，则动摩擦因数为0.3，故D正确，C错误物体做匀减速直线运动的时间为t1 s1 s，即在1 s末恒力F反向做匀加速运动，B错误答案：AD【例7】解析：对A、B整体应用牛顿第二定律，有F3mg3ma，对B，在A、B恰好要发生相对运动时，2mg3mgma，两式联立解得F3mg，可见，当F3mg时，A相对B才能滑动，C对；对A、B整体，地面对B的最大静摩擦力为mg，当0Fmg时，A、B都静止，当mgF3mg时，A、B相对静止，但两者相对地面一起向右做匀加速直线运动，故A错；当Fmg时，A、B相对静止，对整体有mg3mg3ma，ag，故B正确；无论F为何值，B所受最大的动力为A对B的最大静摩擦力2mg，故B的最大加速度aBmg，可见D正确答案：BCD