第一板块 层级Ⅱ 微专题Ⅱ-2牛顿第二定律的综合应用(Word教师用书)-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏专用）

微专题Ⅱ－2　牛顿第二定律的综合应用 命题视角(一)　瞬时性问题 [典例示法] [典例]　如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断，将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间(　 ) A．a1＝2g　　　　　 B．a1＝0 C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2 [解题关键点] 切入点 (1)剪断细线之前，a、b、c均处于平衡状态 (2)剪断细线瞬间，细线拉力为零，弹簧弹力不变 疑难点 区别轻绳和轻弹簧 反思点 S1、S2若换为细线，剪断最上端细线瞬间，a、b、c的加速度均为g [解析]　剪断细线前，把物块a、b、c 看成整体，细线上的拉力为FT＝3mg。因在剪断细线的瞬间，弹簧未发生突变，因此物块a、b、c 之间的作用力与剪断细线之前相同，对a 隔离进行受力分析，由牛顿第二定律得3mg ＝ma1，得a1＝3g, A、B错误。由胡克定律知2mg＝kΔl1, mg＝kΔl2，所以Δl1 ＝2Δl2，C正确，D错误。 [答案]　C [思维建模] 1．两种模型对比 2．求解瞬时加速度的一般思路 [应用体验] 1．(2022·全国甲卷改编)如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前(　 ) A．P的加速度大小的最大值为μg B．Q的加速度大小的最大值为2μg C．P的位移大小一定大于Q的位移大小 D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小 解析：选D　设两滑块的质量均为m，撤去拉力前，两滑块均做匀速直线运动，则拉力大小为F＝2μmg，撤去拉力前对Q受力分析可知，弹簧的弹力为T0＝μmg，以向右为正方向，撤去拉力瞬间弹簧弹力不变，两滑块与地面间仍然保持相对滑动，此时滑块P的加速度为aP1＝＝－2μg，此刻滑块Q所受的合外力不变，加速度仍为0，滑块P做减速运动，故PQ间距离减小，弹簧的伸长量变小，弹簧弹力变小，根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小，滑块Q的合外力增大，方向向左，做加速度增大的减速运动。故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间，aPm＝－2μg。Q加速度大小的最大值为弹簧恢复原长时， －μmg＝maQm，解得aQm＝－μg，A、B错误；滑块P、Q水平向右运动，PQ间的距离在减小，故P的位移一定小于Q的位移，C错误；滑块P在弹簧恢复到原长时加速度aP2＝－μg，撤去拉力时，P、Q的初速度相等，滑块P由开始的加速度大小为2μg做加速度减小的减速运动，弹簧恢复原长时加速度大小为μg；滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运动，弹簧恢复原长时加速度大小也为μg。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，D正确。 2．(2022·泰州高三模拟)如图在水平地面上，轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接物体a，另一端连接物体b，b与物体c之间连接轻弹簧，a与地面接触且a、b、c均静止。已知b、c的质量均为m，重力加速度大小为g。则(　 ) A．a的质量可能小于2msin θ B．剪断竖直绳后瞬间，b的加速度大小为2gsin θ C．剪断竖直绳后瞬间，c的加速度大小为gsin θ D．剪断竖直绳后的一小段时间内，b、c的距离变大 解析：选B　根据平衡条件对b、c整体受力分析可得T＝2mgsin θ，对a受力分析可得mag＝2mgsin θ＋FN，可知ma≥2msin θ，故A错误；弹簧的弹力为kx＝mgsin θ，剪断竖直绳后瞬间，弹簧弹力不突变，此时对b物体kx＋mgsin θ＝ma，则加速度为2gsin θ，故B正确；剪断竖直绳后瞬间，弹簧弹力不变，c的加速度大小为0，故C错误；剪断竖直绳后的一小段时间内，物体b的加速度大于c的加速度，则b、c的距离变小，故D错误。 命题视角(二)　动力学中的临界极值问题 题点1　叠加体的临界极值问题 1．(2022·南京高三调研)如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，上面放一个质量为m的小滑块，滑块和木板之间的动摩擦因数是μ，现用恒定的水平拉力F作用在木板上，使二者发生相对运动，改变拉力F或者木板质量M的大小，当二者分离时(　 ) A．若只改变F，当F增大时，木板获得的速度增大 B．若只改变F，当F增大时，滑块获得的速度增大 C．若只改变M，当M增大时，木板获得的速度增大 D．若只改变M，当M增大时，滑块获得的速度增大 解析：选D　因为物块m在木板上滑动的加速度为am＝μg，是一定的，木板的加