必修1 第三章 第2讲 牛顿第二定律的应用-2022新高考物理【步步高】大一轮复习讲义题库（粤教版 广东）配套word

第2讲　牛顿第二定律的应用 知识要点 一、两类动力学问题 1.动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。 2.解决两类基本问题的思路 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下 二、超重和失重 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。 2.超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体竖直向下的加速度等于g 对应运动情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行 基础诊断 1.关于超重和失重的下列说法中，正确的是(　　) A.超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C.物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D.物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化 答案　D 2.(多选)如图1所示，质量为m＝1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝ 2 N的恒力，在此恒力作用下(g取10 m/s2)(　　) 图1 A.物体经10 s速度减为零 B.物体经2 s速度减为零 C.物体速度减为零后将保持静止 D.物体速度减为零后将向右运动 解析　物体受到向右的滑动摩擦力f＝μFN＝μmg＝3 N，根据牛顿第二定律得a＝ s＝2 s，B项正确，A项错误；减速到零后，恒力F＜f，物体将保持静止状态，C项正确，D项错误。＝ m/s2＝5 m/s2，方向向右，物体减速到零所需的时间t＝＝ 答案　BC 3.(2019·乐山模拟)如图2所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25。工人用F＝80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为α＝37°并保持不变，经4 s后松手(g取10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)。求： 图2 (1)松手前铸件的加速度大小； (2)松手后铸件还能前进的距离。 解析　(1)松手前，对铸件由牛顿第二定律得 a＝＝1.3 m/s2。 (2)松手时铸件的速度v＝at＝5.2 m/s 松手后的加速度大小 a′＝＝μg＝2.5 m/s2 则松手后铸件还能滑行的距离 s＝＝5.408 m。 答案　(1)1.3 m/s2　(2)5.408 m 　牛顿第二定律的瞬时性 1.两种模型 2.抓住“两关键”，遵循“四步骤” (1)分析瞬时加速度的“两个关键” ①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。 ②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。 (2)“四个步骤” 第一步：分析原来物体的受力情况。 第二步：分析物体在突变时的受力情况。 第三步：由牛顿第二定律列方程。 第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性。 【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，如图3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，重力加速度为g则(　　) 图3 A.a1＝g，a2＝g B.a1＝0，a2＝2g C.a1＝g，a2＝0 D.a1＝2g，a2＝0 解析　由于轻绳张力可以突变，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 拓展提升1　把“轻绳”换成“轻弹簧” 在【例1】中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图4所示，则【例1】选项中正确的是(　　) 图4 解析　剪断轻绳OA后，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 拓展提升2　改变平衡状态的呈现方式 把拓展1中的情景改为放置在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，如图5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，则下列说法正确的是(　　) 图5 A.aA＝0　aB＝g B.aA＝g　aB＝0 C.aA＝g　aB＝g D.aA＝0　aB＝g 解析　在细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为0。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