第三章 课时2 牛顿第二定律 超重与失重-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

课时2　牛顿第二定律　超重与失重 一、牛顿第二定律 1.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。 2.表达式:F=ma。 3.适用范围 (1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。 (2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况。 4.对牛顿第二定律的理解 二、超重与失重 项目 超重 失重 完全失重 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 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 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态 视重 F=m(g+a) F=m(g-a) F=0 判断 方式 有向上的加速度 有向下的加速度 向下的加速度为g 向上加速或向下减速运动 向下加速或向上减速运动 自由落体运动 特别 提醒 (1)物体超重或失重时,所受重力并没有变化,只是与重力相关的现象会发生变化。 (2)物体处于超重状态还是失重状态,与物体的速度没有关系 牛顿第二定律 考向1:牛顿第二定律的矢量性 [例1] “嫦娥三号”探测器的成功落月,使中国成为第三个实现月球软着陆的国家。在探测器落月前的接近段几乎是沿着一条倾斜的直线运动,现假设探测器匀减速地靠近月面并忽略它的质量变化,如图所示。在接近段探测器所携带的喷气发动机的喷气方向应为图中的(　B　) A.竖直向下的A方向 B.斜向下的B方向 C.沿接近段轨迹的C方向 D.平行月面向前的D方向 解析:探测器靠近月面时做匀减速直线运动,合力应指向C的反方向,故需朝斜向下的B方向喷气,产生对探测器斜向上的推力,与所受月球引力合成,形成指向C的反方向的合力,选项B正确。 [变式1] (2022·嘉兴基础测试)如图所示,在直线行驶的汽车中(车窗关闭、未开空调),用轻绳拴住的氦气球和挂在中央后视镜上的车挂件都偏离了竖直方向。则(　C　) A.汽车速度越大,氦气球的惯性越大 B.由氦气球的状态表明汽车在做减速运动 C.空气对氦气球有斜向右上方的作用力 D.空气对氦气球的作用力大于氦气球对空气的作用力 解析:惯性大小与物体速度无关,选项A错误;由车上挂件向后偏离了竖直方向可知,汽车在向前做加速运动,选项B错误;轻绳拴住的氦气球向前偏离竖直方向,是因为空气对氦气球有斜向右上方的作用力,选项C正确;空气对氦气球的作用力与氦气球对空气的作用力大小相等,选项D错误。 考向2:牛顿第二定律的瞬时性 [例2] 如图所示,小球P、Q质量均为m,分别用轻弹簧b和细线c悬挂在天花板下,再分别用细线d、e与左边的固定墙相连,静止时细线d、e水平,b、c与竖直方向的夹角均为θ=37°。重力加速度为g,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,下列判断正确的是(　B　) A.剪断d瞬间,P的加速度大小为0.6g B.剪断d瞬间,P的加速度大小为0.75g C.剪断e前,c的拉力大小为0.8mg D.剪断e瞬间,c的拉力大小为1.25mg 解析:剪断d瞬间,弹簧b对小球P的拉力大小和方向都未来得及发生变化,因此重力和弹簧拉力的合力与剪断前d对P的拉力大小相等,为0.75mg,因此加速度大小为0.75g,方向水平向右,故B正确,A错误;剪断e前,c的拉力大小为1.25mg,剪断e瞬间,c的拉力不等于1.25mg,故C、D错误。 求解瞬时加速度问题时应抓住两点 (1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。 (2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。 [变式2] (多选)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上的细绳悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态,现将细绳剪断,将物块a的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长量分别为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间(　AC　) A.a1=3g B.a1=0 C.Δl1=2Δl2 D.Δl1=Δl2 解析:设物块的质量为m,剪断细绳的瞬间,绳子的拉力消失,弹簧还没有来得及改变,所以剪断细绳的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力FT1,剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知FT1=2mg,故剪断细绳的瞬间a受到的合力F=mg+FT1=3mg,故加速度a1==3g,A正确,B错误;设弹簧S2的拉力为FT2,则FT2=mg,根据胡克定律F=kΔx可得Δl1=2Δl2,C正确,D错误。 考向3:运动和力的关系 [例3] 如图,水平地面上有一楔形物块a,其斜面上有一小物块b,b与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定