内容正文:
2022届物理一轮复习
第三章第2讲 牛顿第二定律的应用
第一课时
高三物理组
知识点一 牛顿第二定律的应用
1.动力学的两类基本问题
第一类:已知受力情况求物体的________.
第二类:已知运动情况求物体的________.
运动情况
受力情况
基础落实
2.解决两类基本问题的方法
以________为“桥梁”,由运动学公式和________________列方程求解,具体逻辑关系如下
加速度
牛顿第二定律
知识点二 超重与失重现象
1.视重
(1)当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的________称为视重.
(2)视重大小等于弹簧测力计所受物体的________或台秤所受物体的________.
2.超重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象.
(2)产生条件:物体具有________的加速度.
示数
拉力
压力
大于
向上
3.失重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象.
(2)产生条件:物体具有________的加速度.
4.完全失重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________的现象称为完全失重现象.
(2)产生条件:物体的加速度a=____,方向竖直向下.
小于
向下
等于0
g
思考辨析
(1)相同质量的物体,加速度越大,所受合外力越大.( )
(2)物体加速度由运动状态决定,与所受力无关.( )
(3)物体加速度减小时,速度一定减小.( )
(4)质量不变的物体所受合外力发生变化,加速度也一定发生变化.( )
√
×
×
√
(5)人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物将处于完全失重状态.
①完全失重时,人和物不再受重力作用.( )
②完全失重时,人和物处于平衡状态.( )
③航天飞机等航天器进入轨道后,具有指向地心的向心力加速度.( )
④物体处于超重或失重状态,由加速度的方向决定,与速度方向无关.( )
×
×
√
√
考点一 用牛顿第二定律求解瞬时加速度
师生共研
1.两种基本模型的特点
(1)轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变,成为零或者别的值.
(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,当它两端始终有连接物时其弹力不能突变,大小和方向均不变.
2.求解瞬时加速度的一般思路
考点突破
例1 两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态,如右图所示.现突然迅速剪断轻绳OA,让小球下落,在剪断轻绳的瞬间,设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示,则( )
A.a1=g,a2=g B.a1=0,a2=2g
C.a1=g,a2=0 D.a1=2g,a2=0
解析:由于绳子张力可以突变,故剪断OA后小球A、B只受重力,其加速度a1=a2=g.故选项A正确.
答案:A
【考法拓展1】 在【例1】中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧,其他不变,如右图所示,则例1选项中正确的是( )
解析:剪断轻绳OA的瞬间,由于弹簧弹力不能突变,故小球A所受合力为2mg,小球B所受合力为零,所以小球A、B的加速度分别为a1=2g,a2=0.故选项D正确.
答案:D
【考法拓展2】 将【考法拓展1】中的题图放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上,如图所示系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )
A.aA=0 aB=g
B.aA=g aB=0
C.aA=g aB=g
D.aA=0 aB=g
解析:细线被烧断的瞬间,小球B的受力情况不变,加速度为零.烧断前,分析整体受力可知线的拉力为FT=2mgsin θ,烧断瞬间,A受的合力沿斜面向下,大小为2mgsin θ,所以A球的瞬时加速度为aA=2gsin 30°=g,故选项B正确.
答案:B
练1 [2021·河北衡水中学模拟]细绳拴着一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示,以下说法正确的是(cos 53°=0.6,sin 53°=0.8)( )
A.小球静止时弹簧的弹力大小为mg
B.小球静止时细绳的拉力大小为mg
C.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g
D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为g
解析:本题考查瞬时性问题.小球静止时,分析受力情况,如图所示,由平衡条件得弹簧的弹力F=mgtan 53°=mg,细绳的拉力T==mg,故A、B均错误;细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为g,故C错误,D正确.
答案:D
练2 [2021·陕西汉中月考]如图所示