物理學(xué)案（新教材魯科版）第三章運(yùn)動和力的關(guān)系第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用

第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用目標(biāo)要求1.掌握動力學(xué)兩類基本問題的求解方法.2.會利用牛頓第二定律對超重、失重、瞬時(shí)加速度問題進(jìn)行分析計(jì)算．考點(diǎn)一瞬時(shí)問題1．兩種模型合外力與加速度具有因果關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，當(dāng)物體所受合外力發(fā)生變化時(shí)，加速度也隨著發(fā)生變化，而物體運(yùn)動的速度________發(fā)生突變．2．解題思路eq\x(\a\al\vs4\co1(分析瞬時(shí)變化前,物體的受力情況))→eq\x(\a\al\vs4\co1(分析瞬時(shí)變化后,哪些力變化或消失))→eq\x(\a\al\vs4\co1(求出變化后物體所受合力,根據(jù)牛頓第二定律列方程))→eq\x(求瞬時(shí)加速度)例1如圖所示，物塊1的質(zhì)量為3m，物塊2的質(zhì)量為m，兩者通過彈簧相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出的瞬間，物塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度為g.則有()A．a(chǎn)1＝0，a2＝g B．a(chǎn)1＝g，a2＝gC．a(chǎn)1＝0，a2＝4g D．a(chǎn)1＝g，a2＝4g聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例2(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球被一根輕質(zhì)橡皮筋A(yù)C和一根繩BC系住，當(dāng)小球靜止時(shí)，橡皮筋處在水平方向上，繩與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，下列判斷中正確的是()A．在AC被突然剪斷的瞬間，BC對小球的拉力不變B．在AC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinθC．在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為eq\f(g,cosθ)D．在BC被突然剪斷的瞬間，小球的加速度大小為gsinθ聽課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________例3(2023·福建省模擬)如圖所示，在傾角為θ＝30°的光滑斜面上A、B質(zhì)量分別為m和2m，物塊A靜止在輕彈簧上，物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連，A、B緊挨在一起但A、B之間無彈力．已知重力加速度為g，某時(shí)刻把細(xì)線剪斷，剪斷細(xì)線瞬間，下列說法正確的是()A．物塊A對B的彈力大小為0B．物塊A對B的彈力大小為eq\f(1,3)mgC．物塊A的加速度大小為eq\f(g,2)D．彈簧彈力大小為eq\f(3,2)mg聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)二超重和失重問題1．實(shí)重和視重(1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，與物體的運(yùn)動狀態(tài)________(選填“無關(guān)”或“相關(guān)”)．(2)視重：當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上時(shí)，彈簧測力計(jì)或臺秤的示數(shù)稱為視重．2．超重、失重和完全失重的對比名稱超重失重完全失重現(xiàn)象視重____實(shí)重視重____實(shí)重視重等于__產(chǎn)生條件物體的加速度______物體的加速度______物體豎直向下的加速度等于____對應(yīng)運(yùn)動情境加速上升或減速下降加速下降或減速上升自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、宇宙航行等原理F－mg＝maF＝________mg－F＝maF＝________mg－F＝mgF＝______1．加速上升的物體處于超重狀態(tài)．()2．減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于物體的重力．()3．加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)．()4．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)其重力并沒有發(fā)生變化．()5．根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運(yùn)動的速度方向．()1．判斷超重和失重的方法(1)從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；等于零時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)．(2)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的(分)加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的(分)加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)．2．對超重和失重現(xiàn)象的理解(1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí)，物體所受的重力沒有變化，只是壓力(或拉力)變大或變小了(即“視重”變大或變小了)．(2)在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力作用、液柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等．考向1對超、失重現(xiàn)象的理解例4“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動．某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落，圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，b是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置，空氣阻力不計(jì)，則人從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中()A．人從a點(diǎn)開始做減速運(yùn)動，一直處于失重狀態(tài)B．在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于超重狀態(tài)C．在bc段繩的拉力大于人的重力，人處于超重狀態(tài)D．在c點(diǎn)，人的速度為零，其加速度也為零聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向2超、失重現(xiàn)象的圖像問題例5(多選)(2023·河南省模擬)在直升機(jī)豎直降落的過程中，開始時(shí)飛機(jī)勻速降落，飛行員對座椅的壓力情況如圖所示，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列說法正確的是()A．飛行員的質(zhì)量為70kgB．飛行員在t1時(shí)刻的加速度方向向下C．飛行員在t2時(shí)刻的加速度方向向下D．從圖中可知飛行員在這兩次規(guī)避障礙過程中的加速度的最大值為6m/s2聽課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________考向3超、失重現(xiàn)象的分析和計(jì)算例6跳樓機(jī)可以使人體驗(yàn)失重和超重(如圖所示)．現(xiàn)讓升降機(jī)將座艙送到距地面H＝78m的高處，然后讓座艙自由下落，落到距地面h＝30m的位置時(shí)開始制動，使座艙均勻減速，座艙落到地面時(shí)剛好停下，在該體驗(yàn)中，小明將質(zhì)量m＝10kg的書包平放在大腿上(不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)．(1)當(dāng)座艙靜止時(shí)，請用所學(xué)知識證明書包的重力G與書包對小明大腿的壓力大小F相等．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)當(dāng)座艙落到距地面h1＝50m的位置時(shí)，求小明對書包的作用力大小F1；(3)求跳樓機(jī)制動后(勻減速階段)加速度a的大?。?4)當(dāng)座艙落到距地面h2＝15m的位置時(shí)，求小明對書包的作用力大小F2.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考點(diǎn)三動力學(xué)兩類基本問題1．動力學(xué)問題的解題思路2．解題關(guān)鍵(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動過程分析；(2)兩個(gè)橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁；連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系各物理過程的橋梁．例7(2023·四川金堂縣淮口中學(xué)高三檢測)如圖所示，ABC是一雪道，AB段為長L＝80m、傾角θ＝37°的斜坡，BC段水平，AB與BC平滑相連．一個(gè)質(zhì)量m＝75kg的滑雪運(yùn)動員(含滑雪板)，從斜坡頂端以v0＝m/s的初速度勻加速滑下，經(jīng)時(shí)間t＝s到達(dá)斜坡底端B點(diǎn)．滑雪板與雪道間的動摩擦因數(shù)在AB段和BC段均相同(運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn))．取g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝0.8.求：(1)運(yùn)動員在斜坡上滑行時(shí)的加速度大小a；(2)滑雪板與雪道間的動摩擦因數(shù)μ；(3)運(yùn)動員滑上水平雪道后，在t′＝s內(nèi)滑行的距離x.________________________________________________________________________________________________________________________________________________例8(多選)如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，O′為圓心．每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(未畫出)，兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速度釋放，一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速度釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、da到達(dá)a或b所用的時(shí)間．下列關(guān)系正確的是()A．t1＝t2B．t2>t3C．t1<t2D．t1＝t3聽課記錄