《高考物理一轮复习讲练测》第12讲 牛顿运动定律的综合应用（讲）（原卷版）

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第三章 牛顿运动定律
1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛
顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的
验证方法和原理．
2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行
考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系．
3．本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重
点和热点，考查和要求的程度往往层次较高.
第12 讲 牛顿运动定律的综合应用
1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题.
2.学会分析临界与极值问题.
3.会进行动力学多过程问题的分析．
1．超重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况．
(2)产生条件：物体具有向上的加速度．
2．失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况．
(2)产生条件：物体具有向下的加速度．
3．完全失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象．
(2)产生条件：物体的加速度 a＝g，方向竖直向下．
考点一 超重与失重
1
1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象
时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即
“视重”发生变化)．
2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关．
3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重
状态．
4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于 ma.[来源:学科网 ZXXK]
★重点归纳★
1．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系．下表列出了加
速度方向与物体所处状态的关系.
加速度 超重、失重 视重 F
a＝0不超重、不失重 F＝mg
a的方向竖直向上 超重 F＝m(g＋a)
a的方向竖直向下 失重 F＝m(g－a)
a＝g，竖直向下 完全失重 F＝0
特别提醒:不论是超重、失重、完全失重，物 体的重力都不变，只是“视重”改变．
2.超重和失重现象的判断“三”技巧
（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，
物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．
（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加
速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．
（3）从速度变化角度判断
① 物体向上加速或向下减速时，超重；
② 物体向下加速或向上减速时，失重．
★典型案例★质量为 60kg 的人，站在升降机中的体重计上 ，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数
各是多少？（取 g=10m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以 4m/s2的加速度加速上升；
（3）升降机以 5m/s2的加速度加速下降。
★针对练习1★如图所示，A为电磁铁，挂在支架C上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一铁块 B，铁
块B静止时，台秤示数为 G，当电磁铁通电后，在铁块被吸引上升的过程中，台秤的示数将(　 　)
A． 变大
B． 变小
2
C． 大于 G，但是一恒量
D． 先变大，后变小
★针对练习2★“天地双雄”是欢乐谷的一项游乐设施，它的两座高度均为五十多米的高塔竖直矗立在游乐
场上，塔的四周安装有可以上下运动的座椅，乘客坐在座椅上随着座椅运动，若在下降过程中加速度 a随
时间t变化的图线如图 2所示，以竖直向下为 a的正方向，则（ ）
A． 人对座椅的压力在 t1时刻最大
B． 人对座椅的压力在 t4时刻最大
C． 在t1~t2时间内，人处于超重状态
D． 在t3~t4时间内，人处于失重状态
考点二 动力学中的临界极值问题分析
1．当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界
状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件．用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变
化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键．
2．临界或极值条件的标志
(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；
(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而
这些起止点往往就是临界状态；
(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点
往往是临界点；
(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度．
★重点归纳★
动力学中的典型临界条件
(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力FN＝0.
(2)相对滑动的临界条 件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则
相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值．
(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的
临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松驰的临界条件是：FT＝0.
(4)加速度变化时，速度达到最大的临界条件：当加速度变化为 a＝0时．
★典型案例★001A 型航母是中国首艘自主建造的航空母舰，于 2017 年4月26 日正式下水，航空母舰甲板
长为250m。已知航空母舰上的某型号飞机质量为 25t，在跑道上加速时产生的最大动力为 ，所
受阻力为重力的 倍。当飞机的速度大小达到 时才能离开航空母舰起飞，重力加速度取 。
3
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