2023届高考物理二轮复习专题学案：专题1 第2讲 力与直线运动 题型三 牛顿运动定律的应用

HKA　　　 　　 　　　 高三物理二轮复习导学案 编号ER－006 专题01 第2讲　力与直线运动 题型三　牛顿运动定律的应用 2023 .01. 07 1.掌握牛顿运动定律的理解和应用。 2.能用牛顿运动定律分析和解决连接体、瞬时作用、和超失重等问题。 考向1 连接体问题 [例1] (2022·江苏无锡市期中)如图所示为沪宁线上某次高铁列车对接场景，对接后两组列车成为一列共同出发．列车启动阶段做匀加速直线运动，每组列车提供的动力均为F，受到的阻力均为总重力的k倍．运行方向如图，a组列车总质量为m1，b组列车总质量为m2.重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．a的加速度大小为 B．对接处的作用力大小为F C．若m1<m2，则对接处对a组列车的作用力的方向与运动方向相反 D．若每组列车提供的动力均为2F，则列车组的加速度加倍 答案　C 解析　根据牛顿第二定律有2F－k(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，解得a＝，可知动力与加速度并不是正比关系，若每组列车提供的动力均为2F，列车组的加速度并不加倍，故A、D错误；对a组列车分析，根据牛顿第二定律有F－FT－km1g＝m1a，解得FT＝F，若m1<m2，则FT大于零，说明对接处对a组列车的作用力的方向与运动方向相反，故B错误，C正确． 考向2 瞬时作用问题 [例2] (2022·江苏盐城高三阶段练习)两小球A、B先后用弹簧和轻杆相连，放在光滑斜面上静止，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，如图甲、乙所示，A、B质量相等，重力加速度为g，斜面的倾角为θ。在突然撤去挡板的瞬间(　　) A．图甲中A球的加速度为gsin θ B．图甲中B球的加速度为gsin θ C．图乙中B球的加速度为2gsin θ D．图乙中B球的加速度为gsin θ 答案　D 考向3 超重和失重 [例3] 以前人们盖房子打地基叫打夯，夯锤的结构如图7所示。参加打夯的共有五人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为，力持续的时间为t，然后松手。不计空气阻力，则(　　) 图7 A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态 B．在下落过程中，夯锤一定处于超重状态 C．松手时夯锤的速度大小v＝gt D．夯锤上升的最大高度hm＝gt2 答案　D 解析　在上升过程中，夯锤先加速上升，再减速上升，加速度先向上，再向下，夯锤先处于超重状态然后处于失重状态，A错误；在下落过程中，夯锤加速下落，加速度方向向下，一定处于失重状态，B错误；根据牛顿第二定律4×－mg＝ma，解得a＝g，则松手时夯锤的速度大小v＝gt，C错误；夯锤加速上升的高度h1＝at2＝gt2，减速上升的高度满足2gh2＝v2，解得h2＝gt2，所以夯锤上升的最大高度hm＝h1＋h2＝gt2，D正确。 考向4 [例4] 　一．瞬时加速度问题 二．连接体问题 1．整体法与隔离法的选用技巧 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间作用力，通常选取“整体法”。若连接体内各物体加速度不相同，或者需求出系统内物体间作用力通常选取“隔离法”。若连接体内各物体具有相同的加速度，且需要求出物体之间的作用力，可以先整体求加速度，后隔离求内力。 2．连接体问题中常见的临界条件 接触与脱离 接触面间弹力等于0 恰好发生滑动 摩擦力达到最大静摩擦力 绳子恰好断裂 绳子张力达到所能承受的最大力 绳子刚好绷直与松弛 绳子张力为0 二．超失重问题 1．如图所示，将一手电筒竖直向上放置，接通电源开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮。手持手电筒并保持它在竖直方向运动，要使得小电珠熄灭，可以(　　) A．缓慢向上匀速运动 B．缓慢向下匀速运动 C．突然向上加速运动 D．突然向下加速运动 答案：C 解析：　如果手电筒加速上升或减速下降，电池处于超重状态，它对弹簧的作用力将大于其重力，弹簧压缩量增大，电池上端将与电珠脱离，电珠熄灭，故只有C符合题意。 2．如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体A连接(另有一个完全相同的物体B紧贴着A,不粘连),弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体B,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,此时物体A、B静止。撤去F后,物体A、B开始向左运动,已知重力加速度为g,物体A、B与水平面间的动摩擦因数为μ。则(　　) A．撤去F瞬间,物体A、B的加速度大小为 B．撤去F后,物体A和B先做匀加速运动,再做匀减速运动 C．物体A、B一起向左