2019年度高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲应用牛顿第二定律处理“四类”问题学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 应用牛顿第二定律处理 “ 四类 ” 问题 一、瞬时问题 1.牛顿第二定律的表达式为: F 合 ma,加速度由物体所受 合外力 决定,加速度的方向与物体所受 合外力 的方向一致 .当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的 速度 不能发生突变 . 2.轻绳、轻杆和轻弹簧 (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 0. (2)轻弹簧和橡皮条:当轻弹簧和橡皮条与其它物体连接时,轻弹簧或橡皮条的弹力 不能发生突变 . 自测 1 如图 1, A、 B、 C 三个小球质量均为 m, A、 B 之间用 一根
2、没有弹性的轻质细绳连在一起, B、 C 之间用轻弹簧拴接,整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态 .现将 A上面的细线剪断,使 A 的上端失去拉力,则在剪断细线的瞬间, A、 B、 C 三个小球的加速度分别是 ( ) 图 1 A.1.5g, 1.5g, 0 B.g, 2g, 0 C.g, g, g D.g, g, 0 答案 A 解析 剪断细线前,由平衡条件可知, A 上端的细线的拉力为 3mg, A、 B 之间细绳的拉力为2mg,轻弹簧的拉力为 mg.在剪断细线的瞬间,轻弹簧中拉力不变,小球 C 所受合外力为零,所以 C 的加速度为零; A、 B 小球 被细绳拴在一起,整体受到二者重力和
3、轻弹簧向下的拉力,由牛顿第二定律, 3mg 2ma,解得 a 1.5g,选项 A 正确 . 二、超重和失重 1.超重 (1)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 . 【 精品教育资源文库 】 (2)产生条件:物体具有 向上 的加速度 . 2.失重 (1)定义: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 . (2)产生条件:物体具有 向下 的加速度 . 3.完全失重 (1)定义:物体对支持物的压力 (或对竖直悬挂物的拉力 )等于 0 的现象称为完全失重现象 . (2)产生条件:物体的加速度 a g,方向竖直向下 . 4.实重和视重 (
4、1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态 无关 . (2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将 不等于 物体的重力 .此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重 . 自测 2 关于超重和失重的下列说法中,正确的是 ( ) A.超重就是物体所受的重力增大了,失重就是物体所受的重力减小了 B.物体做自由落体运动时处于完全失重状态,所以做自由落体运动的物体不受重力作用 C.物体具有向上的速度时处于超重状态,物体具有向下的速度时处于失重状态 D.物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在且不发生变化 答案 D 三、动力学图象 1.类型 (1)已知图象分析运
5、动和 受力 情况; (2)已知运动和受力情况分析图象的形状 . 2.用到的相关知识 通常要先对物体受力分析求合力,再根据 牛顿第二定律 求加速度,然后结合运动学公式分析 . 自测 3 (2016 海南单科 5) 沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力 F 的作用,其下滑的速度 时间图线如图 2 所示 .已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在 05s, 5 10s, 10 15s 内 F 的大小分别为 F1、 F2和 F3,则 ( ) 图 2 A.F1F3 C.F1F3 D.F1 F3 【 精品教育资源文库 】 答案 A 命题点一 超重和失重问题 1.对超重和失重的理解 (1)不论超重
6、、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是 “ 视重 ” 改变 . (2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失 . (3)尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态 . (4)尽管整体没有竖直方向的加速度,但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度,整体也会出现超重或失重状态 . 2.判断超重和失重的方法 从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力 (或支持力 )大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物块处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态 从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时
7、,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态 从速度变化的角度判断 物体向上加速或向下减速时,超重 物体向下加速或向上减速时,失重 例 1 (多选 )一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度 a 随时间 t 变化的图线如图 3 所示,以竖直 向上为 a 的正方向,则人对地板的压力 ( ) 图 3 A.t 2s 时最大 B.t 2s 时最小 C.t 8.5s 时最大 D.t 8.5s 时最小 答案 AD 解析 人乘电梯向上运动,规定向上为正方向,人受到重力和支持力两个力的作用,则【 精品教育资源文库 】 有 F mg ma,即 F mg ma,根据牛顿第三定律知,人对地
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