第2講力與直線運動eq\x(牛頓運動定律)eq\x(\a\al(牛頓第二定律,F合＝ma))eq\x(瞬時性問題)eq\x(超重、失重)eq\x(典型問題)eq\x(\a\al(動力學(xué),兩類問題))eq\x(\a\al(紐帶：,加速度))eq\x(\a\al(運動學(xué)角度：,vt圖像斜率、,運動學(xué)規(guī)律))eq\x(\a\al(動力學(xué)角度：,牛頓第二定律))eq\x(多過程問題、連接體問題、臨界極值問題)eq\x(動力學(xué)圖像應(yīng)用，滑塊—滑板、傳送帶問題)eq\a\vs4\al()eq\x(方法思路：整體法與隔離法、受力分析、運動過程分析)1．解決動力學(xué)兩類基本問題的思路．2．動力學(xué)基本問題的解題步驟．(1)明確研究對象：根據(jù)問題的需要和解題的方便，選擇某個物體或某系統(tǒng)作為研究對象．(2)受力分析：畫好受力示意圖，選擇適當?shù)奶幚矸椒ㄇ蟪龊狭蚝狭Φ谋磉_式．①合成法：合成法適用于受力個數(shù)較少(2個)的情況．②正交分解法：正交分解法適用于各種情況，尤其是物體的受力個數(shù)較多(3個或3個以上)時．(3)運動情況分析：畫出運動示意圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程，求出或設(shè)出物體的加速度．(4)根據(jù)牛頓第二定律列式求解．

命題點一動力學(xué)的兩類基本問題動力學(xué)兩類基本問題的解題步驟．(2023·廣東茂名一模)電動平衡車是一種新的短途代步工具．已知人和平衡車的總質(zhì)量是60kg，啟動平衡車后，車由靜止開始向前做直線運動，某時刻關(guān)閉動力，最后停下來，其v-t圖像如圖所示．假設(shè)平衡車與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，g＝10m/s2，則()A．平衡車與地面間的動摩擦因數(shù)為0.6B．平衡車整個運動過程中的位移大小為195mC．平衡車在整個運動過程中的平均速度大小為3m/sD．平衡車在加速段的動力大小72N解析：關(guān)閉動力后，車做勻減速運動，加速度大小為a，結(jié)合圖像可得a＝eq\f(μmg,m)＝μg，a＝eq\f(6,40－30)m/s2＝0.6m/s2，解得μ＝0.06，A項錯誤；圖線與橫軸圍成的面積為位移，為x＝(25＋40)×6×eq\f(1,2)m＝195m，整個運動過程中的平均速度大小為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(195,40)m/s＝4.875m/s，B項正確，C項錯誤；平衡車在加速段時有F－μmg＝ma′，a′＝eq\f(6,5)m/s2，代入數(shù)值解得F＝108N，D項錯誤．故選B項．答案：B“奮斗者”號海潛器成功坐底深度10909m(如圖)，給世界巨大的震撼．已知潛水器下潛時的總質(zhì)量為50t，體積為40m3，潛水器加速下潛到一定深度后，通過拋棄10t的物體后減速至約萬米深度．在潛水器下潛與上浮過程中，重力加速度可視為常量，大小均為g＝10m/s2，海水密度取1.0×103kg/m3.(1)假設(shè)潛水器下潛過程中受到海水的阻力不變，當潛水器由靜止加速下潛1.8km時，速度達最大為60m/s，求潛水器在下潛過程中受到海水的阻力大?。?2)完成作業(yè)后，當潛水器以10m/s勻速運動到達離海面5000m處時，在極短的時間內(nèi)以20m/s的速度豎直向下拋出一質(zhì)量為4t的載重[拋載后潛水器體積、發(fā)動機牽引力、海水阻力均不變，海水阻力同(1)]，然后加速至最大速度20m/s后勻速運行，在與水面距離較近時關(guān)閉發(fā)動機，減速至水面時速度恰好為零．求從拋載到水面所需的時間．解析：(1)設(shè)潛水器加速下潛的過程，加速度為a，則由運動學(xué)公式可得a＝eq\f(veq\o\al(2,m),2s)，由牛頓第二定律可得Mg－ρgV－f＝Ma，代入數(shù)據(jù)，解得f＝5×104N.(2)潛水器拋載前m1＝50t－10t＝40t，拋載后m2＝m1－m0＝(40－4)t＝36t，拋載時滿足動量守恒，有m1v0＝m2v1－m0v2，解得拋載后潛水器的速度為v1＝eq\f(40,3)m/s.拋載前潛水器受力滿足F＋F浮＝m1g＋f，解得F＝f＝5×104N.拋載后潛水器的加速度為a1＝eq\f(F?。獸－f－m2g,m2)＝eq\f(10,9)m/s2.做勻加速直線運動至最大速度所需時間和位移為t1＝eq\f(vm－v1,a1)＝6s，h1＝eq\f(veq\o\al(2,m)－veq\o\al(2,1),2a1)＝100m，關(guān)閉發(fā)動機后潛水器做勻減速直線運動的加速度為a3＝eq\f(f＋m2g－F浮,m2)＝eq\f(5,18)m/s2.做勻減速直線運動至海面的時間和位移為t3＝eq\f(vm,a3)＝72s，h3＝eq\f(veq\o\al(2,m),2a3)＝720m.潛水器以最大速度做勻速直線運動的位移和時間為h2＝H－h(huán)1－h(huán)3＝4180m，t2＝eq\f(h2,vm)＝209s.故潛水器從拋載到浮至水面的時間為t＝t1＋t2＋t3＝287s.答案：(1)5×104N(2)287s1.(多選)如圖所示，小明從羽毛球筒中取出最后一個羽毛球時，一手拿著球筒，另一只手迅速拍打筒的上端邊緣，使筒獲得向下的初速度并與手發(fā)生相對運動，筒內(nèi)的羽毛球就可以從上端出來．已知球筒質(zhì)量為M＝90g(不含球的質(zhì)量)，球筒與手之間的滑動摩擦力為f1＝2.6N，羽毛球質(zhì)量為m＝5g，球頭離筒的上端距離為d＝9.0cm，球與筒之間的滑動摩擦力為f2＝0.1N，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計，當球筒獲得一個初速度后()A．羽毛球的加速度大小為10m/s2B．羽毛球的加速度大小為30m/s2C．若羽毛球頭部能從上端筒口出來，則筒獲得的初速度至少為eq\f(3\r(5),5)m/sD．若羽毛球頭部能從上端筒口出來，則筒獲得的初速度至少為3m/s解析：依題意，對羽毛球受力分析，由于羽毛球相對于筒向上運動，受到筒對它豎直向下的摩擦力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得mg＋f2＝ma1，求得羽毛球的加速度為a1＝30m/s2，羽毛球向下做勻加速直線運動，故A項錯誤，B項正確；對筒受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有Mg－f1－f2＝Ma2，求得a2＝－20m/s2，負號表示筒的加速度方向豎直向上，說明筒向下做勻減速直線運動，若敲打一次后，羽毛球頭部能從上端筒口出來，則當羽毛球到達筒口時，二者速度相等，此時筒獲得的初速度為最小vmin，有a1t＝vmin－a2t(vmint－eq\f(1,2)a2t2)－eq\f(1,2)a1t2＝d.聯(lián)立，代入相關(guān)數(shù)據(jù)求得vmin＝3m/s，故C項錯誤，D項正確．故選BD.答案：BD2.水面救生無人船已經(jīng)成為水面救援的重要科技裝備．在某次測試中，一質(zhì)量為20kg的無人船在平靜水面上沿直線直奔目標地點．無人船先從靜止出發(fā)，做勻加速運動10s后達到最大速度4m/s，接著立即做勻減速運動，勻減速運動了16m的距離后速度變?yōu)榱悖阎獰o人船運行過程中受到水的阻力恒定且大小為4N，不計空氣阻力，g取10m/s2.求：(1)在勻加速過程中，無人船發(fā)動機提供的動力的大小F1；(2)在勻減速過程中，無人船發(fā)動機提供的阻力的大小F2；(3)無人船在上述測試中，運動的總時間t及總位移大小x.解析：(1)勻加速階段加速度為a1＝eq\f(vm－0,t1)，解得a1＝0.4m/s2，由牛頓第二定律得F1－f＝ma1，解得F1＝12N.(2)勻減速階段有0－veq\o\al(2,m)＝－2a2x2，解得a2＝0.5m/s2