内容正文:
第2讲 牛顿运动定律的应用
知识点一 瞬时问题
1.牛顿第二定律的表达式为F合=ma,加速度由物体所受____________决定,加速度的方向与物体所受________的方向一致.当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的________不能发生突变.
答案 合外力 合外力 速度
2.轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别
(1)轻绳和轻杆:剪断轻绳或轻杆断开后,原有的弹力将________.
(2)轻弹簧(橡皮条):当轻弹簧(橡皮条)与其他物体连接时,轻弹簧(橡皮条)的弹力____________________.
答案 (1)突变为0 (2)不能发生突变
知识点二 超、失重问题
1.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________.
(2)视重: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示数称为视重.
答案 (1)无关
2.超重、失重和完全失重比较
超重
失重
完全失重
现象
视重______实重
视重______实重
视重等于______
产生条件
物体的加速度方向______
物体的加速度方向______
物体的加速度方向______,大小a=g
原理方程
F-mg=ma
F=m(g+a)
mg-F=ma
F=m(g-a)
mg-F=mg
F=0
运动状态
加速上升、________下降
加速下降、________上升
无阻力的抛体运动情况;绕地球匀速圆周运动的卫星
答案 大于 小于 0 向上 向下 向下 减速 减速知识点三 动力学图像问题
1.类型
(1)已知图像分析运动和受力情况.
(2)已知运动和受力情况分析图像的形状.
2.用到的相关知识
通常要先对物体受力分析求合力,再根据______________求加速度,然后结合运动学公式分析.
答案 牛顿第二定律
知识点四 整体法与隔离法
1.整体法
当连接体内(即系统内)各物体的________相同时,可以把系统内的所有物体看成一个________,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对________列方程求解的方法.
答案 加速度 整体 整体
2.隔离法
当求系统内物体间相互作用的________时,常把某个物体从系统中______出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对________出来的物体列方程求解的方法.
答案 内力 隔离 隔离
3.外力和内力
如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的________力,而系统内各物体间的相互作用力为________力.应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力.如果把某物体隔离出来作为研究对象,则内力将转换为隔离体的________力.
答案 外 内 外
1.判一判
(1)物体受到外力作用立即产生加速度和速度.( )
(2)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小.( )
(3)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.( )
(4)物体处于超重或失重状态完全由物体加速度的方向决定,与速度方向无关.( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.想一想
(1)如图甲、乙中小球m1、m2原来均静止,现如果均从图中A处剪断,则图甲中的轻质弹簧和图乙中的下段绳子的拉力将如何变化呢?可以得出什么结论?
(2)物体处于超重或失重状态时,它所受的重力变化了吗?视重呢?
(1)提示:图甲弹簧的弹力来不及变化,图乙下段绳的拉力变为零,可见绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变.
(2)提示:重力没变,视重变化.
考点一 牛顿第二定律的瞬时问题
1.[轻绳模型]
两个质量均为m的小球,用两条轻绳连接,处于平衡状态,如图所示.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
答案 A
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,选项A正确.
2.[轻弹簧模型]
(多选)如图所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将细线剪断,将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g.在剪断的瞬间( )
A.a1=3g
B.a1=0
C.Δl1=2Δl2
D.Δl1=Δl2
答案 AC
解析 剪断细线前,把a、b、c看成整体,细线上的拉力为T=3mg,因在剪断瞬