第13讲 牛顿第二定律的基本应用（课件）——备战2024年高考物理一轮复习全面攻略

主讲老师：陈庆威 第13讲：牛顿 第二定律的基本应用 目录 CONTENT 瞬时问题 超重、失重问题 斜面模型 动力学的两类问题 瞬时问题 第一部分 模型概述 00. 必备知识 物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系。当合外力的方向、大小改变时，物体的加速度方向、大小也立即发生相应的改变；当物体的合外力为零时，物体的加速度也立即为零。因力和加速度之间是瞬时对应的，故物体运动的加速度可以突变。 常见模型有以下三类： 轻绳模型 01. 必备知识 只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变(只要不被拉断)；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生、瞬时改变、瞬时消失。 轻杆模型 02. 必备知识 既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆；认为杆既不可伸长，也不可缩短，杆的弹力可以发生突变。 轻弹簧模型 03. 必备知识 既能承受拉力，也可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线，受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变。 学以致用 04. 例题1 (多选)如图所示，质量为m的小球被一根轻质橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上，绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列判断中正确的是 A.在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变 B.在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ C.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 D.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ 学以致用 04. 解析 设小球静止时BC绳的拉力为F，AC橡皮筋的拉力为 FT，由平衡条件可得Fcos θ＝mg，Fsin θ＝FT，解 得F＝ ，FT＝mgtan θ，在AC被突然剪断的瞬 间，AC的拉力突变为零，BC上的拉力F突变为mgcos θ，重力垂直于绳BC的分量提供加速度，即mgsin θ＝ma，解得a＝gsin θ，B正确，A错误； 在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前BC的拉力大小相等，方向沿BC方向斜向下，根据牛顿第二定律有 ＝ma′，故加速度大小a′＝ ，C正确，D错误. 【参考答案：C】 学以致用 04. 例题2 如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出的瞬间，物块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度为g.则有 A.a1＝0，a2＝g B.a1＝g，a2＝g C.a1＝0，a2＝4g D.a1＝g，a2＝4g 学以致用 04. 解析 开始时，对物块1分析，处于平衡状态，弹簧的弹力 大小F＝3mg，抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变， 物块1所受的合力仍然为零，则加速度a1＝0；抽出 木板的瞬间，弹簧的弹力不变，对物块2分析，受重 力和弹簧向下的弹力，根据牛顿第二定律得 a2 = ＝4g，故C正确，A、B、D错误. 【参考答案：C】 学以致用 04. 例题3 （2022秋·重庆市第十一中学校）如图所示，质量为m的小球用一水平轻弹簧系住，并用倾角为60°的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态，在木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为（ ） A．0 B．大小为g，方向竖直向下 C．大小为g，方向垂直木板向下 D．大小为2g，方向垂直木板向下 解析 【参考答案：D】 木板撤去前，小球处于平衡态，受力如图所示 由平衡条件得F-Nsin60°=0，Ncos60°-G=0 木板A、B突然撤去后，支持力消失，重力和 拉力不变，合力等于支持力N，方向与N反向，方向垂直于木板向下，由牛顿第二定律得，加速度为 解得a=2g，方向垂直于木板向下，故选D。 学以致用 04. 必刷真题 05. 真题1 （2022·全国甲卷·T6）(多选)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2μg 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 【参考答案：AD】 超重和失重