第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用（Word教参）-2022高考物理一轮复习【优化指导】高中总复习·第1轮（新高考版）

第2讲　牛顿第二定律的基本应用 一、动力学两类基本问题 1．动力学两类基本问题 (1)已知受力情况，求物体的运动情况． (2)已知运动情况，求物体的受力情况． 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图： [微点拨]　可以根据受力求解加速度，也可以通过运动求解加速度． 二、超重和失重 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现象． (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现象． (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(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象． (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下． 4．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关． (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重． [微点拨]　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． 1．判断正误 (1)物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比．(　√　) (2)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度．(　√　) (3)超重就是物体的重力变大的现象．(　×　) (4)失重时物体的重力小于mg.(　×　) (5)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．(　×　) (6)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向．(　×　) 2．(新教材鲁科版必修第一册P134T4)某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2 m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲．若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5 m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的(　A　) A．5倍　　　　 B．10倍 C．20倍 D．3倍 解析　自由下落2 m双脚触地瞬间的速度v＝ eq \r(2gh)＝ eq \r(2×10×2) m/s＝2 eq \r(10) m/s，缓冲过程做匀减速直线运动，由02－v2＝2(－a)h′可得匀减速过程中加速度大小a＝ eq \f(v2,2h′)＝40 m/s2，由F－mg＝ma，解得F＝5mg，选项A正确． 3．(新教材粤教版必修第一册P129T1)为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人搭乘时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会慢慢加速，再匀速运转．一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示，那么下列说法中正确的是(　C　) A．顾客始终受到三个力的作用 B．顾客始终处于超重状态 C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下 解析　加速过程中顾客受重力、支持力、摩擦力作用，匀速上升过程中顾客只受重力、支持力，此时处于平衡状态，故A、B均错误；顾客加速上升时，顾客受到扶梯作用力的合力指向右上方，由牛顿第三定律可知，顾客对扶梯作用力的方向指向左下方，扶梯匀速运动时，顾客对电梯的作用力方向竖直向下，故C正确，D错误． 4．(新教材人教版必修第一册P96T6改编)如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动．货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力大小． 答案　m eq \r(g2＋a2). 考点一　动力学的两类基本问题 1．解决动力学基本问题时对力的处理方法 (1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”． (2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”． 2．两类动力学问题的解题步骤 1．(2021·安徽定远一模)如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态．现对小球同时施加水平向右的恒力F0和竖直向上的力F，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度成正比，即F＝kv(图中未标出)，已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，下列说法中正确的是(　D　) A．小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动 B．小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止 C．小球的最大加速度为 eq \f(F,m) D．小球的最大速度为 eq \f(F0＋μmg,μk) 解析　刚开始运动时，加速度为a＝ eq \f(F0－μ（mg－kv）,m)，速度v增大，加速度增大，当速度v增大到符合kv>mg后，加速度为a＝ eq \f(F0－μ（kv－mg）,m)，速度