第三章 第2课时 动力学的两类问题 超重和失重（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

第❷课时　动力学的两类问题　超重和失重 一、动力学的两类问题 1．两类分析：物体的受力分析及运动分析。 2．两个桥梁：加速度是联系运动和力的桥梁，连接点速度是联系各“子过程”的桥梁。 加速度为“桥梁”的逻辑关系为 二、超重和失重现象 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。 若物体的加速度不在竖直方向，当其加速度有竖直向上的分量时，物体处于超重状态；当其加速度有竖直向下的分量时，物体处于失重状态。 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。 (1)滑雪运动员从山坡上滑下时，其运动状态与受力情况无关。(　　×　　) (2)牛顿第二定律是运动学与动力学联系的桥梁。(　　√　　) (3)在水平路面上滚动的轮胎，运动情况是由其受力情况决定的。(　　×　　) (多选)某同学在力传感器上做“下蹲”“站起”等动作。观察到计算机采集的图线如图所示，则以下说法正确的是(　　) A．该同学对传感器的最小压力约为400 N B．该同学的体重约为50 kg C．该同学完成的是先“站起”后“下蹲”的动作 D．该同学完成的是先“下蹲”后“站起”的动作 BD　解析：由题图可知，传感器的最小示数约为200 N，A错误；该同学静止时传感器的示数为500 N，该同学的体重约为50 kg，B正确；该同学先是失重状态，即该同学先是加速向下运动，所以该同学完成的是先“下蹲”后“站起”的动作，C错误，D正确。 考点一 动力学的两类问题 1．力与物体的质量决定加速度。a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝；a＝是加速度的定义式，a与v、Δv及Δt无直接关系。 2．速度方向与合力方向(或加速度方向)的夹角决定物体的运动性质。合力与速度的夹角为锐角，物体加速；合力与速度的夹角为钝角，物体减速。 3．速度的改变需要经历一定的时间，不能突变；有力就一定有加速度，但不一定有速度。 【典例1】(2022·安徽芜湖质检)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示的是小明妈妈正与小明在冰上做游戏，小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05。在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用。求： (1)冰车的最大速率； (2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。 信息 提取 (1)冰车在推力作用下做匀加速直线运动； (2)撤去推力，冰车做匀减速直线运动。 规律 敲定 (1)牛顿第二定律的应用：F－μmg＝ma1，μmg＝ma2； (2)匀变速直线运动规律的应用：x1＝a1t2，vm2＝2a2x2等。 答案：(1)5 m/s　(2)50 m 解析：(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得 F－μmg＝ma1， vm＝a1t， 解得vm＝5 m/s。 (2)冰车匀加速运动过程中有x1＝a1t2， 冰车自由滑行时有μmg＝ma2， vm2＝2a2x2， 又x＝x1＋x2， 联立解得x＝50 m。 动力学两类基本问题的解题步骤 1.如图所示，质量为m的物块放在固定粗糙斜面上的A点，由静止下滑到斜面底端所用的时间为t，若在物块放在A点的同时，给物块施加一个竖直向下、大小等于mg的压力(g为重力加速度)，则物块由静止滑到斜面底端的时间为(　　) A．t B．t C．t D．t B　解析：第一次物块下滑的加速度a1＝g sin θ－μg cos θ，下滑过程有s＝a1t2，第二次下滑有(F＋mg)sin θ－μ(F＋mg)cos θ＝ma2，可得a2＝2a1，又因为s＝a2t′2，解得t′＝t，B正确。 2．(2022·浙江台州二模)如图甲所示的是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员(可视为质点)从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度v1＝2.6 m/s沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量m＝70 kg，倾斜滑道的倾角θ＝37°，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度v2＝11 m/s，运动员从倾斜滑道进入减速区瞬间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到的阻力变为77 N，两个过程滑行的总时间为11.5 s，不计空气阻力(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，求： (1)运动员在水平轨道上的位移大小； (2)运