第三章 第2讲 牛顿运动定律的应用(一)（教师用书）-2023高考物理【正禾一本通】高三一轮总复习高效讲义（教科版，老教材老高考）

第2讲　牛顿运动定律的应用(一) 【考试要求】　1.理解牛顿第二定律。2.正确应用牛顿第二定律进行两类动力学问题的计算。3.掌握应用牛顿第二定律分析生产生活中的实际问题。4.理解超重与失重现象。 　　　　　　　备考第1步——梳理教材基础，落实必备知识 一、牛顿第二定律的瞬时性 牛顿第二定律的表达式为F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致。当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变。 二、两类动力学问题[1] 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，具体逻辑关系如下：[2] 注解[1]　不管是哪一类动力学问题，受力分析和运动状态分析都是关键环节。 注解[2]　作为“桥梁”的加速度，既可能需要根据已知受力求解，也可能需要根据已知运动求解。 三、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：测力计所指的数值。 2．超重、失重和完全失重的对比 超重 失重 完全失重[3] 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 物体的加速度等于g 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 F＝mg＋ma mg－F＝ma F＝mg－ma mg－F＝mg F＝0 注解[3]　物体在完全失重状态下，由重力引起的效应将完全消失。 课前热身小题 1.(多选)质量均为m的A、B两个小球之间连接一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上。A紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间(　　) A．A球的加速度为　 B．A球的加速度为零 C．B球的加速度为　 D．B球的加速度为 解析：撤去恒力F前，A和B都平衡，它们的合力都为零，且弹簧弹力为F。突然将力F撤去，对A来说水平方向所受弹簧弹力和墙壁的弹力均不变，二力仍平衡，所以A球的合力为零，加速度为零，A项错误，B项正确；而B球在水平方向只受水平向右的弹簧的弹力作用，加速度a＝，故C项错误，D项正确。 答案：BD 2．(多选)一个原来静止的物体，质量是2 kg，受到两个大小都是50 N且互成120°角的力的作用，此外没有其他的力，关于该物体，下列说法正确的是(　　) A．物体受到的合力为50 N B．物体的加速度为25 m/s2 C．3 s末物体的速度为75 m/s D．3 s内物体发生的位移为125 m 解析：两个夹角为120°的50 N的力，其合力仍为50 N，加速度a＝＝25 m/s2，3 s末速度v＝at＝75 m/s，3 s内位移x＝at2＝112.5 m，故A、C正确，B、D错误。 答案：AC 3．(多选)飞船绕地球做匀速圆周运动，宇航员处于完全失重状态时，下列说法正确的是(　　) A．宇航员不受任何力作用 B．宇航员处于平衡状态 C．地球对宇航员的引力全部用来提供向心力 D．正立和倒立时宇航员感觉一样 解析：飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞船以及里面的宇航员都受到地球的万有引力，选项A错误；宇航员随飞船绕地球做匀速圆周运动，宇航员受到的地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力，不是处于平衡状态，选项B错误，选项C正确；完全失重状态下，重力的效果完全消失，正立和倒立感觉一样，选项D正确。 答案：CD 　　　　　　　备考第2步——突破核心考点，提升关键能力 考点一　动力学的两类基本问题 【核心知识】 动力学问题的解题步骤 【典例引领】 (2022·陕西西安市一中月考)飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力、竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力、地面支持力和轮胎与地面之间的摩擦力作用。其中机翼升力与阻力均与飞机运动速度的平方成正比，且比例系数分别为k1和k2，地面的摩擦力与地面支持力成正比。已知飞机质量为m，重力加速度为g，飞机在跑道上加速滑行时发动机推力为F推＝。 (1)飞机刚要起飞时的速度v多大？ (2)若飞机在水平跑道上匀加速滑行，则地面的摩擦力与地面支持力成正比的比例系数μ需要满足什么条件？ (3)若飞机在水平跑道上从静止开始匀加速滑行后起飞，跑道的长度至少多大？ 解析：(1)根据题意有飞机离开跑道时，飞机的升力与重力平衡，故有k1v2＝mg 解得飞机起飞时的速度为v＝。 (2)飞机水平方向受推力、摩擦力和阻力作用，合力使飞机产生加速度，有F推－k2v2－μ(mg－k1v2)＝ma，要使飞机做匀加速运动，故可知μk1v2－k2v2＝0，即满足μ