第3章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用（教师word）-2023老教材老高考物理【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

第2讲　牛顿第二定律的基本应用 [对应学生用书P41] 一、瞬时问题 1．轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将__突变为0__。 2．轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力__不能发生突变__。 [自测1]　在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，当地的重力加速度为g。电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是(　　) A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 C．电梯的加速度大小为0.2g，方向竖直向下 D．电梯的加速度大小为0.8g，方向竖直向上 答案　C 二、超重和失重 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：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)__等于0__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。 [自测2]　 如图所示，质量分别为m、2m的物体A、B由轻质弹簧相连后放置在一箱子C内，箱子质量为3m，整体悬挂处于静止状态。当剪断细绳的瞬间，以下说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A．物体A的加速度等于g B．物体B的加速度等于零 C．物体C的加速度等于g D．物体B和C之间的弹力为0.6mg 答案　D [对应学生用书P41] 考点一　利用牛顿第二定律求瞬时加速度 解题思路 ⇒⇒ [例1]　(2021·苏州高三模拟)如图甲所示，L1、L2的两根细线系一小球，L1与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，小球处于静止状态。若将图甲中的细线L1换成长度相同(接小球后)、质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变。同时剪断L2的瞬间，甲、乙两图中小球的加速度大小之比为(　　) A．1　　　　　　　　　　　 B．sin θ C．cos θ D．tan θ 解析　 甲图中，将L2线剪断的瞬间，物体将绕悬点做圆周运动，在将L2线剪断后，物体受到的合力沿圆的切线方向，由牛顿第二定律得mgsin θ＝ma1，得a1＝gsin θ； 乙图中将L2剪断瞬间，弹簧弹力不能突变，物体受重力与弹簧弹力作用，而弹簧弹力与重力不变，由牛顿第二定律得mgtan θ＝ma2，得加速度为a2＝gtan θ； 甲、乙两图中小球的加速度大小之比a1∶a2＝gsin θ∶gtan θ＝cos θ∶1。 答案　C 考点二　 超重与失重 1．超重↔a↑(或加速度有向上的分量ay)↔FN＝mg＋ma或FN＝mg＋may↔向上加速或向下减速。 2．失重↔a↓(或加速度有向下的分量ay)↔FN＝mg－ma或FN＝mg－may↔向上减速或向下加速。 完全失重↔a＝g↓↔FN＝0 [例2]　(2021·安徽二模)如图，一小物块从斜面上的A点静止下滑，在AB段和BC段分别做匀加速和匀减速运动，至C点恰好静止，全程斜面体保持静止状态。若小物块在AB段和BC段与斜面间的动摩擦因数分别为μ1和μ2 ，且AB＝2BC，则(　　) A．在物块滑行的全过程中，地面对斜面的支持力始终小于物块和斜面的总重力 B．在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终没有摩擦力作用 C．由题意知：2μ1＋μ2＝3·tan θ D．小物块在下滑过程中先超重再失重 解析　在物块匀加速下滑时，其有竖直向下的分加速度，处于失重状态，地面对斜面的支持力小于物块和斜面的总重力，但是在物块匀减速下滑时，其有竖直向上的分加速度，处于超重状态，地面对斜面的支持力大于物块和斜面的总重力，所以A、D错误；在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终有摩擦力作用，加速下滑时，整体有水平向右的加速度，则地面对斜面有向左的摩擦力作用，减速下滑时，整体有水平向左的加速度，则地面对斜面有向右的摩擦力作用，所以B错误；全程由动能定理可得mgsACsin θ－μ1mgcos θsAB－μ2mgcos θsBC＝0，sAC∶sAB∶sBC＝3∶2∶1，联立解得2μ1＋μ2＝3·tan θ，所以C正确。 答案　C 考点三　动力学的两类问题 1．解决动力学两类基本问题的思路 2．解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。 [例3]　(2021·浙江月考)潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，潜艇如同汽车掉下悬崖，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没。某潜艇总质