第三讲 牛顿第二定律的基本应用-2023年高三物理一轮复习精讲精练

第三讲 牛顿第二定律的基本应用 · 知识梳理 一、超重与失重 1.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。 2.超重、失重和完全失重的比较 超重 失重 完全失重 现象 视重大于物体重力 视重小于物体重力 视重等于 产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体的加速度等于 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以g加速下降或减速上升 原理方程 F－mg＝ma mg－F＝ma mg－F＝mg 二、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方法 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，具体逻辑关系如图： · 知识训练 考点一、超重和失重 例1、如图所示，一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动。g取10 m/s2。下列各种情况中，体重计的示数最大的是(　　) A．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s2 B．电梯匀加速上升，加速度的大小为 1.0 m/s2 C．电梯匀减速下降，加速度的大小为1.5 m/s2 D．电梯匀加速下降，加速度的大小为1.5 m/s2 【答案】C 【解析】由题意可知，体重计的示数最大时，人应具有向上的最大加速度，处于超重状态，故A、D错误；由F－mg＝ma，可得F＝mg＋ma，则当a＝1.5 m/s2时体重计的示数最大，故B错误，C正确。 · 课堂随练 训练1、(2020·北京高三二模)很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上，打开加速度传感器，记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机屏幕上获得的图像如图甲所示。以下实验中手机均无翻转。下列说法正确的是(　　) A．若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，所得图像可能如图乙所示 B．若保持手托着手机，小明做下蹲动作，整个下蹲过程所得图像可能如图丙所示 C．若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，所得图像可能如图丁所示 D．手机屏幕上的图像出现正最大值时，表明手机处于失重状态 【答案】A 【解析】若手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机，手机先加速后减速，加速度先竖直向下，再竖直向上。由题图甲可知加速度竖直向下时为负值。若将手机竖直向上抛出再落回手掌中，手机先竖直向上加速然后竖直上抛运动最后竖直向下减速，加速度方向先竖直向上然后竖直向下最后竖直向上，即先正然后负最后正，所得图像可能如题图乙所示，故A正确；若保持手托着手机，小明做下蹲动作，手机先竖直向下加速然后竖直向下减速，加速度方向先竖直向下然后竖直向上，即先负后正，整个下蹲过程所得图像不可能如题图丙所示，故B错误；若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止，手机先竖直向上加速最后竖直向上减速，加速度方向先竖直向上最后竖直向下，即先正最后负，所得图像不可能如题图丁所示，故C错误；手机屏幕上的图像出现正最大值时，说明加速度方向竖直向上，处于超重状态，故D错误。 训练2、(多选)如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面下降到最低点为第一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,则运动员(　 　) A．在第一过程中始终处于失重状态 B．在第二过程中始终处于超重状态 C．在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态 D．在第二过程中先处于超重状态,后处于失重状态 【答案】CD 【解析】运动员刚接触床面时,重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;当弹力增大到等于重力时速度最大;继续下降,弹力大于重力,做减速运动,运动员处于超重状态,即在第一过程中先处于失重状态,后处于超重状态,A错误,C正确;在第二过程中运动员先向上加速运动,处于 超重状态,后减速运动,处于失重状态,B错误,D正确。 考点二、动力学的两类基本问题[ 1.解题步骤 例1、(2021·高考全国卷甲，T14)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将(　　) A．逐渐增大　　　　　　　　 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】D 【解析】设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知＝gt2sin θ，可得t2＝，可知θ＝45°时，t有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时，下滑时间t先减小后增大。 例2、(2022·山东省实验模拟)假设在发射火箭过程中