第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

第2讲　牛顿第二定律的基本应用 授课提示：对应学生用书第51页 [主干知识·梳理] 一、瞬时性问题 1．牛顿第二定律的表达式为F合＝ma，加速度由物体所受合力决定，加速度的方向与物体所受合力的方向一致。当物体所受合力发生突变时，加速度也发生突变，而物体运动的速度不能发生突变。 2．轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮条的区别 (1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为零。 (2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变。 二、超重、失重现象 超重现象 失重现象 完全失重现象 概念 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)等于零的现象 产生条件 物体的加速度方向向上 物体的加速度方向向下 物体的加速度方向竖直向下，大小a＝g 原理方程 F－mg＝ma mg－F＝ma mg－F＝ma＝mg F＝0 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以a＝g的加速度加速下降或减速上升 三、动力学两类基本问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知物体的受力情况求运动情况； 第二类：已知物体的运动情况求受力情况。 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运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图： [易错易混·诊断] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 　弹性溜溜球是儿童非常喜爱的一种玩具，如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与质量为m的弹力球连接，某同学用手将弹力球以某一竖直向下的初速度抛出，抛出后手保持不动。(弹性轻绳始终在弹性限度内，且弹力满足胡克定律，不计空气阻力，重力加速度为g) (1)弹力球下降过程中弹性轻绳上的拉力一直增大。(×) (2)弹力球在下降过程中先处于失重状态后处于超重状态。(√) (3)弹力球不能回到初始位置。(×) (4)弹性轻绳刚伸直时，弹力球的速度最大。(×) (5)弹力球下降到最低点时弹性绳拉力大小一定大于2mg。(√) (6)从弹性轻绳刚伸直到弹力球运动到最低点的过程中弹力球的加速度先减小后增大。(√) 授课提示：对应学生用书第52页 　　师生互动 1．两种常见模型 加速度与合力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种常见模型： 2．在求解瞬时加速度时应注意的问题 (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积累的过程，不会发生突变。 [典例]　如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列结论正确的是(　　) A．甲、乙两种情景中，小球静止时，细绳的拉力大小均为mg B．甲图所示情景中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g C．乙图所示情景中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为g D．甲、乙两种情景中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为g [解析]　甲、乙两种情景中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右的，如图所示，由平衡条件得细绳的拉力大小均为FT＝＝mg，A错误；题图甲所示情景中，细绳烧断瞬间，小球即将做圆周运动，所以小球的加速度大小a1＝g，题图乙所示情景中，细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小a2＝＝g，C正确，B、D错误。 [答案]　C 规律总结 求解瞬时加速度的思路 —————————————————————— 　 1．如图所示，细绳OA一端系在小球上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，细绳OA恰好竖直；轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，轻质弹簧OB恰好水平，小球处于静止状态。将细绳剪断的瞬间，小球的加速度大小为(　　) A．g　　　　　　　 B. C. D．0 解析：开始时小球处于平衡状态，对小球进行受力分析可知，小球只受重力与细绳的拉力，轻质弹簧没有弹力，所以将细绳剪断的瞬间，小球只受重力，其加速度大小为g，A正确。 答案：A 2．(多选)两小球A、B先后用弹簧和轻杆相连，放在光滑斜面上静止，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，如图甲、乙所示，A、B质量相等，重力加速度为g，斜面的倾角为θ。在突然撤去挡板的瞬间(　　) A．两图中两球加速度均为gsin θ B．两图中A球的加速度均为零 C．图甲中B球的加速度