第三章 第2讲 牛顿第二定律的应用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮复习讲义（新教材，鲁科版）

第2讲　牛顿第二定律的应用 一、动力学两类基本问题 1.动力学两类基本问题 (1)已知物体的受力情况求物体的　　　　。  (2)已知物体的运动情况求物体的　　　　。  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。 二、超重、失重 1.实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态　　　　。   (2)视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的　　　　称为视重。  2.超重、失重和完全失重的比较 项目 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生 条件 物体的加速度竖直向上 物体的加速度竖直向下 物体的加速度等于g 运动 状态 加速上升 或减速下降 加速下降 或减速上升 以加速度g加速下降或减速上升 原理 方程 F-mg=ma F=m(g+a) mg-F=ma F=m(g-a) mg-F=mg F=0 [教材情境] (鲁科版必修第一册第132页“科学书屋”)随着我国空间站的建设,航天员往来于“天”“地”间已是常态。航天器加速升空和减速返回地面时,其上的一切物体都会处于超重状态。航天器进入轨道后,所有物体都近似处于完全失重状态。 1.正误辨析 (1)航天器内的物体超重就是物体的重力变大了。(　　) (2)物体完全失重时,加速度一定为重力加速度。(　　) (3)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。(　　) (4)完全失重时与重力相关的一切现象都将消失。(　　) 2.2022年10月31日15时37分,梦天实验舱发射任务取得圆满成功。2022年11月1日4时27分,梦天实验舱发射入轨,成功对接天和核心舱前向端口。2022年11月3日9时32分,空间站梦天实验舱顺利完成转位。随着梦天实验舱的成功发射和顺利转位对接,我国航天事业向着浩瀚宇宙又迈出了扎实的一步。航天器发射加速上升时,航天器内的物体处于　　　　(选填“超重”或“失重”)状态;天平在正常在轨运行的航天器内　　　　(选填“能”或“不能”)正常使用;航天器减速返回时,质量为m的航天员对座椅的压力　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)mg。  考点一　牛顿第二定律的瞬时性问题 1.两类重要模型 2.分析瞬时问题的“两个关键”“四个步骤” (1)“两个关键”。 ①分析瞬时前后的受力情况和运动状态。 ②明确绳或杆类、弹簧或橡皮条类模型的特点。 (2)“四个步骤”。 第一步:分析原来物体的受力情况。 第二步:分析物体在突变时的受力情况。 第三步:由牛顿第二定律列方程。 第四步:求出瞬时加速度,并讨论其合理性。 3.与轻弹簧相关的瞬时问题的几种情景 图示 描述及分析 在推力F作用下物体A、B以共同加速度a做匀加速直线运动,突然撤去推力F的瞬间,物体B的受力不变,故加速度aB=a;而物体A所受合力突变为mAa-F,则aA= 两物体A、B用轻弹簧连接,通过轻细线悬挂于天花板上处于静止状态,剪断细线的瞬间,物体B的受力不变,故加速度aB=0;而物体A受细线的拉力突变为0,则aA=g 用手提一轻弹簧,弹簧下端接一个金属球,在将整个装置以加速度a匀加速上提的过程中,手突然停止不动的瞬间,弹簧弹力不变,故金属球受力不变,这一瞬间加速度仍为a 小球用水平弹簧系住,并用倾角为θ的光滑板AB托着,板AB突然向下撤离的瞬间,球受弹簧弹力和重力不变,所以加速度由这两个力的合力产生,该合力大小等于板AB撤离前板对球的弹力大小N==ma 剪断绳L2的瞬间,绳L1上弹力由FL1=突变为FL1′=mgcos α,加速度a=gsin α;如果将L1换成弹簧,剪断L2的瞬间,弹簧上弹力不变,合力为F=mgtan α=ma′ [例1] [轻弹簧的弹力] 如图所示,A、B两木块间连一竖直轻质弹簧,A、B的质量均为m,一起静止放在一块水平光滑木板上,重力加速度大小为g。若将此木板沿水平方向突然抽去,在抽去木板的瞬间,A木块的加速度大小为　　　　,B木块的加速度大小为　　　　。  在[例1] 中,将A、B之间的轻弹簧换成轻杆,在抽去木板的瞬间,A、B的加速度分别是多大? [例2] [轻绳和轻弹簧] 如图所示,A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上,A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接,细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ,细绳L2水平拉直,重力加速度大小为g。现将细绳L2剪断,则剪断瞬间,A球的加速度大小为　　　　,B球的加速度大小为　　　　。  分析瞬时问题要“瞻前顾后” 考点二　动力学的两类基本问题 1.动力学的两类基本问题的解题核心 “两个分析”“一个桥梁