第04讲 运动和力的关系（第12课时）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（江苏专用）

第04讲 力与运动的关系 第十二课时 牛顿运动定律的应用 超重和失重 1、能应用牛顿运动定律解决简单问题。 2、了解超重和失重。 考点二十四、牛顿运动定律及其应用 1．由受力情况确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况。 （1）分析思路 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析， 并画出物体的受力分析图。 ②根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）。 ③根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。 ④结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量——任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。 （2）分析流程 已知物体的受力情况求得a，由→求得x、v0、v、t。 【典型题例1】用30 N的水平外力F，拉一个静止放在光滑水平面上的质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是 A．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2 B．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2 C．v＝4.5 m/s，a＝0 D．v＝7.5 m/s，a＝0 【典型题例2】如图所示，质量为m＝1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为v0＝10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2 N的恒力，在此恒力作用下（g取10 m/s2） A．物体经10 s速度减为零 B．物体经2 s速度减为2 m/s C．物体的速度减为零后将保持静止 D．物体的速度减为零后将向右运动 【典型题例3】A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为 A．xA＝xB B．xA>xB C．xA<xB D．不能确定 2．由运动情况确定受力情况：若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是力学所要解决的又一方面的问题。 （1）分析思路 ①根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。 ②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。 ③结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向，比如弹力、摩擦力是否存在与物体的运动情况有关，因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析。 （2）分析流程 已知物体运动情况a物体受力情况。 【典型题例4】质量为1kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在第t秒内的位移为x，则F的大小为 A．　　　B． C．　　　　D． 【典型题例5】如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取g＝10m/s2，则 A．物体的质量m＝1.0kg B．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.40 C．前3s内物体的平均速度为1.5m/s D．前3s内物体所受摩擦力为2N 【典型题例6】一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求： （1）关闭发动机时汽车的速度大小？ （2）汽车运动过程中所受到的阻力大小？ （3）汽车牵引力的大小？ 考点二十七、超重失重 1．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示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。 2．超重 （1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。 （2）产生条件：物体具有竖直向上的加速度。 （3）视重（F ）与重力关系：F＝m（g＋a）>mg （4）运动情况：向上加速，向下减速。 （5）受力图： 3．失重 （1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。 （2）产生条件：物体具有竖直向下的加速度。 （3）视重（F ）与重力关系：F＝m（g−a）<mg （4）运动情况：向下加速，向上减速。 （5）受力图： 4．完全失重 （1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）等于零的状态。 （2）产生条件：a＝g，方向竖直向下。 （3）视重（F ）与重力关系：F＝m（g−g）=0。 （4）运动情况：自由落体运动、抛体运动、环绕地球正常运行的卫星等。 （5）受力图： 【特别提醒】①发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。 ②在完全失重状态下，平常由重力产