第3章 第2讲 牛顿运动定律的应用（1）（word教参）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

第2讲 牛顿运动定律的应用(一) 【课标解读】 　1.掌握动力学两类基本问题的求解方法。2.会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算。 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、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[1] 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生条件 物体竖直方向的加速度向上 物体竖直方向的加速度向下 物体竖直方向的加速度为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为加速度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[1] 物体在完全失重状态下，由重力引起的效应将完全消失。 基础小题自测 1．判断下列说法的正误。 (1)物体做匀减速直线运动时，合外力的方向与速度的方向相反。(　　) (2)物体所受合力发生突变，加速度也会相应突变。(　　) (3)超重就是物体的重力变大的现象。(　　) (4)物体处于完全失重状态时，重力消失。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)× 2．(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：选BD。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，故A错误，B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错误，D正确。 3．(多选)一个质量为2 kg的物体保持静止，然后受到两个大小都是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：选AC。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。 4．(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：选CD。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，故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，故B错误，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，故D正确。 　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】 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： 3．注意事项 (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。 (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。 【典例引领】 【例1】 (2022·浙江6月选考)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平面成24°角，长度l1＝4 m，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为μ＝，货物可视为质点(取cos 24°＝0.9，sin 24°＝0.4，重力加速度g＝10 m/s2)。 (1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小； (2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小； (3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s，求水平滑轨的最短长度l2。 解析：(1)根据牛顿第二定律可得mg sin 24°－μmg cos 24°＝ma1 代入数据解得a1＝2 m/s2。 (2)根据运