第3讲牛顿运动定律的应用学习要求学习内容能力要求考向定位1.牛顿定律的应用2.超重与失重3.力学单位制1.能利用牛顿第二定律求解已知受力求运动和已知运动求受力的两类动力学问题2.了解超重、失重现象，掌握超重、失重、完全失重的本质3.了解基本单位和导出单位，了解国际单位制牛顿第二定律的应用在近几年高考中出现的频率较高，属于Ⅱ级要求，主要涉及到两种典型的动力学问题，特别是传送带、相对滑动的系统、弹簧等问题更是命题的重点.这些问题都能很好的考查考试的思维能力和综合分析能力.考点一已知受力求运动[特别提醒]已知物体的受力情况求物体运动情况：首先要确定研究对象，对物体进行受力分析，作出受力图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量.[例1]如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别与物块A、B相连，细绳处于伸直状态，物块A和B的质量分别为mA=8kg和mB=2kg，物块A与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B距地面的高度h=0.15m.桌面上部分的绳足够长.现将物块B从h高处由静止释放，直到A停止运动.求A在水平桌面上运动的时间.（g=10m/s2）[解析]对B研究，由牛顿第二定律得mBg-T=mBa1同理，对A：T-f=mAa1代入数值解得B做匀加速直线运；解得B落地后，A在摩擦力作用下做匀减速运动；解得：[方法技巧]本题特别应注意研究对象和研究过程的选取，在B着地之前，B处于失重状态，千万不可认为A所受绳子的拉力和B的重力相等.当然B着地之前，我们也可以把A、B视为一整体，根据牛顿第二定律求加速度，同学们不妨一试.考点二已知运动求受力[特别提醒]已知物体的运动情况求受力情况：也是首先要确定研究对象，进行受力分析，画出受力示意图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据运动学公式求加速度，再根据牛顿第二定律求力，可以看出，这两种类型的问题的前几个步骤是相同的，最后两个步骤颠倒顺序即可.[例2]．如图3-13-32所示，质量为m的金属块放在水平桌面上，在与水平方向成θ角斜向上、大小为F的拉力作用下，以速度v向右做匀速直线运动．重力加速度为g．求：（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数．（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？解析：（1）取物体的运动方向为正，由平衡条件有又所以有（2）由牛顿第二定律有据有考点三超重与失重1．超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体所受重力的情况称为超重现象.当物体具有的加速度时（向上加速运动或向下减速运动），物体处于超重状图3－13－32态.2．失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）物体所受重力的情况称为失重现象.当物体具有的加速度时（向上减速运动或向下加速运动），物体处于失重状态.3．完全失重：当物体向下的加速度为g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于，这种状态称为完全失重.参考答案：考点3.大于,向上，小于；向下，零.[特别提醒]：物体处于失重状态还是超重状态，仅由加速度的方向决定，而与物体的速度方向无关.无论物体处于超重还是失重状态，物体本身的重力并未发生改变.物体处于完全失重时，由于重力产生的一切物理现象都将消失.[例3]一质量为m=40kg的小孩在电梯内的体重计上，电梯从t=0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图3-13-12所示.试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g=10m/s2.[解析]由图可知，在0-2s内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动.设在这段时间内体重计作用于小孩的力为N1，电梯及小孩的加速度为a1，根据牛顿第二定律，得N1－mg＝ma1在这段时间内电梯上升的高度h1＝在2-5s内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻的电梯的速度，即v1＝a1t1,在这段时间内电梯上升的高度h2＝v1t2在5-6s内，体重计的示数小于mg，故电梯应做减速上升运动.设这段时间内体重计作用于小孩的力为N2，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得：mg－f2＝ma2在这段时间内电梯上升的高度h3＝电梯上升的总高度h＝h1＋h2+h3代入数据解得h＝9mF/N100320400440t...
