内容正文:
第二讲 牛顿第二定律
考点梳理
考点1
1.正比、反比、相同 2.F=ma
考点2
判断正误
√ × ×
考点3
无关
例题精讲
【例1】 ACD 【解析】由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系,由此可知当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B错误;F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关,选项C正确;由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小,加速度一定减小,如果物体做加速运动,其速度会增大,如果物体做减速运动,速度会减小,选项D正确。
基础过关
1.B 【解析】根据题意,设A开始下滑时的加速度大小为a,A接触挡板时的速度大小为v,则由牛顿第二定律有4mgsin 30°-mg=5ma,由运动学公式有v2=2ad,解得v2=,之后B以速度v向上做竖直上抛运动,上升的高度为h1==,则物块B上升的最大高度为h=d+h1=,故选B。
2.A 【解析】A.乘客从坡顶由静止开始沿直线滑道滑下,设到坡底的大小速度为v,沿水平直线滑道减速至停下,由=可知,加速下滑与水平减速两段过程中的平均速度的大小相同,故A正确;B.为保证乘客能顺利沿滑道滑下,则有mgsin θ>μmgcos θ,可得μ<,故B错误;C.由a==gsin θ-μgcos θ可知,加速度与乘客的质量无关,故C错误;D.由2(gsin θ-μgcos θ)L=v2
2μgx=v2可得x=-Lcos θ,故D错误。故选A。
3.A 【解析】A.由v-t图像可知,返回舱在缓冲发动机启动之前做匀速下降,缓冲发动机启动之后匀减速直线下降,匀减速直线运动位移即为图线与0.76~1.00 s坐标轴围成的面积s=××10 m=1.2 m
故返回舱距离地面1.2 m时,缓冲发动机启动,A正确;B.最后一秒内返回舱的总位移s总=m=8.8 m故其在最后一秒的平均速度大小为
==m/s=8.8 m/s故B错误;
CD.匀减速直线运动的加速度大小即为图线在0.76~1.00 s时间段内的斜率a=m/s2=m/s2
由牛顿第二定律F-mg=ma可得缓冲发动机对返回舱的作用力约为F≈1.6×105 N,由于F>mg,返回舱减速过程中,返回舱处于超重状态,所以舱内的宇航员也处于超重状态,CD错误。故选A。
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第二讲 牛顿第二定律
考点1 牛顿第二定律的定义
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成( ),跟它的质量成( ),加速度的方向跟作用力的方向( )。
2.表达式:( )。
3.把握“两个分析”“一个桥梁”
4.找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,可画位置示意图确定位移之间的联系。
考点2 两类动力学问题的解题步骤
1.物体加速度的方向一定与合外力方向相同。 ( )
2.由m=可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比。 ( )
3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况。 ( )
1.对牛顿第二定律的理解
2.力和运动之间的关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体就有加速度。
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(3)合力与速度同向时,物体做加速直线运动;合力与速度反向时,物体做减速直线运动。
3.超重与失重的概念
(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示数称为视重。
(2)超重、失重和完全失重的比较
比较项
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
物体的加速度向上
物体的加速度向下
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
考向
对牛顿第二定律的理解
(多选)下列说法正确的有 ( )
A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度
B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用
C.F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关
D.物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小
考向1
已知受力情况求运动情况
1.如图所示,固定在水平地面上、倾角θ=30°的斜面底端有一挡板,其顶端有一轻质小滑轮,一根不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A、B连接,物块A的质量为4m,物块B的质量为m。开始将物块B按在地面上,物块A距挡板的距离为d,突然放手后物块A开始下滑,与挡板碰撞后速度立刻变为0。不计一切摩擦,则物块B上升的最大高度为 ( )
A.d B. C. D.
2.如图所示,某景区有一座与水平面夹角为θ,长度为L的小山坡,欲利用此地形修建一座滑草场。乘客乘坐设备从坡顶由静止开始沿直线滑道滑下,并平滑进入到水平直线滑道减速至停下。整个滑道上铺设的草皮与滑草设备底面间的动摩擦因数为μ,设乘客始终保持规范姿态且不调整设备,忽略空气阻力影响。下列说法正确的是 ( )
A.加速下滑与水平减速两段过程中的平均速度的大小相同
B.为保证乘客能顺利沿滑道滑下,要满足动摩擦因数μ>tan θ
C.不同体重的乘客沿滑道加速下滑的过程中加速度不同
D.为了乘客的安全,修建的水平滑道长度至少为
考向2
已知运动情况求受力情况
3.2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,已知返回舱总质量约为3 100 kg。快到地面时,返回舱的缓冲发动机向下喷气,落地时速度恰好为0。返回舱落地前最后一秒的v-t图像如图,g取10 m/s2,下列描述正确的是 ( )
A.返回舱距离地面1.2 m时,缓冲发动机启动
B.最后一秒内的平均速度大小为5 m/s
C.返回舱减速过程中,航天员处于失重状态
D.缓冲发动机对返回舱的作用力约为3.2×105 N
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