专题06 牛顿运动定律的应用-【全攻略】备战2023年高考物理一轮重难点复习

专题06 牛顿运动定律的应用 1.掌握动力学两类基本问题的求解方法. 2.会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算． 考点一　瞬时问题 1．两种模型 加速度与合外力具有因果关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，当物体所受合外力发生变化时，加速度也随着发生变化，而物体运动的速度不能发生突变． 2．解题思路 →→ → 剪断绳子或撤去外力后，两物体用轻杆连接，采用整体法，得出整体的加速度，再隔离单个物体分析；两物体用轻绳连接，可假设绳子有力(绳子绷直)采用先整体后隔离的方法，判断假设是否成立，从而得出正确的结论． 【典例1】（2019·天津市红桥区教师发展中心高三期末）如图所示，A和B的质量分别是1kg和2kg，弹簧和悬线的质量不计，在A上面的悬线烧断的瞬间（　　） A．A的加速度等于2g B．A的加速度等于g C．B的加速度为零 D．B的加速度为g 【答案】C 【解析】CD．悬线烧断前，B物体受力平衡，故弹簧的弹力大小为 悬线烧断的瞬间，弹簧的弹力不突变，大小仍为，此瞬间B物体受到的弹力与重力仍平衡，合力为零，则B的加速度为零，C正确，D错误； AB．细线烧断瞬间A受到重力和向下的弹力，由牛顿第二定律得 解得 方向向下，故AB错误。 故选C。 【典例2】（2020·甘肃·天祝藏族自治县第二中学高三期中）如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（　　） A．aA＝aB＝g B．aA＝2g，aB＝0 C．aA＝g，aB＝0 D．aA＝2g，aB＝g 【答案】B 【解析】水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示 静止时 又 解得 水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，A所受合力与FT等大反向，则 故选B。 考点二　超重和失重问题 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(或悬挂物)完全没有作用力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． 1．判断超重和失重的方法 (1)从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态． (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态． 2．对超重和失重现象的理解 (1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了)． (2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等． 【典例3】（2022·河北·模拟预测）某人乘电梯从10楼到1楼，从电梯启动到停在1楼的过程，经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中，该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较，其大小关系分别是（　　） A．重力大于压力，重力等于压力，重力小于压力 B．重力小于压力，重力等于压力，重力大于压力 C．重力大于压力，重力小于压力，重力小于压力 D．重力小于压力，重力小于压力，重力大于压力 【答案】A 【解析】某人乘电梯从10楼到1楼，速度方向向下。电梯启动做加速运动阶段，加速度方向向下，由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知，他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力，即重力大于压力，处于失重状态；在匀速运动阶段，处于平衡状态，重力等于压力；在减速运动阶段，加速度方向向上，由牛顿第二定律可知重力小于电梯地板对他的支持力，由牛顿第三定律可知，他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力，即重力小于压力，处于超重状态；故选项A正确，选项BCD错误。 故选A。 【典例4】（2021·河南省杞县高中模拟预测）如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象