第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用（教师用书word）-【步步高】2024年高考物理大一轮复习讲义（ 人教版 浙江专用第二版）

第2讲　牛顿第二定律的基本应用

目标要求　1.掌握动力学两类基本问题的求解方法.2.会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．

考点一　瞬时问题

1．两种模型

合外力与加速度具有因果关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，当物体所受合外力发生变化时，加速度也随着发生变化，而物体运动的速度不能发生突变．

2．解题思路

→

→→

例1　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

答案　C

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．

例2　在儿童蹦极游戏中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳，质量为m的小明如图所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg.若此时小明左侧橡皮绳断裂，则此时小明的(　　)

A．加速度为零，速度为零

B．加速度a＝g，方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下

C．加速度a＝g，方向沿未断裂橡皮绳的方向斜向上

D．加速度a＝g，方向竖直向下

答案　B

解析　若小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时速度为零，所受合力大小为mg.方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，所以加速度a＝g，方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下．故选B.

例3　(多选)如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a和b，拴接小球的细线P、Q固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为37°.现剪断细线P.弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列说法正确的是(　　)

A．剪断细线P前，弹簧形变量为

B．剪断细线P的瞬间，小球b的加速度大小为

C．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，细线P的拉力变小

D．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，小球a的加速度大小为0.8g

答案　ACD

解析　剪断细线P前，对小球a进行受力分析，小球a受竖直向下的重力、水平向右的弹簧弹力以及沿细线P向上的拉力．根据共点力平衡有FTsin 37°＝mg，FTcos 37°＝kx，联立解得x＝，故A正确；剪断细线P的瞬间，弹簧的弹力不变，所以小球b处于静止状态，所受合力为零，加速度为0，故B错误；剪断细线P前，细线P的拉力大小为FT＝mg，剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，弹簧的弹力为零，小球a即将摆动，此时摆动的速度为零，则径向合力为零，切向合力提供切向加速度，有FT′－mgsin 37°＝man＝0，mgcos 37°＝mat，解得FT′＝mg<FT＝mg，at＝g，即剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，细线P的拉力变小，小球a的加速度大小为0.8g，故C、D正确．

考点二　超重和失重问题

1．实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关(选填“无关”或“相关”)．

(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示数称为视重．

2．超重、失重和完全失重的对比

 

1．加速上升的物体处于超重状态．(　√　)

2．减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力．(　×　)