1/3第2節(jié)牛頓第二定律的基本應用1．兩類動力學問題(1)兩類問題①第一類：已知受力求物體的________。②第二類：已知運動情況求物體的____。(2)解決方法以______為“橋梁”，由運動學公式和____________列方程求解。2．超重和失重(1)超重①定義：物體對支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)____物體所受重力的現(xiàn)象。②產(chǎn)生條件：物體具有____的加速度。(2)失重①定義：物體對支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)____物體所受重力的現(xiàn)象。②產(chǎn)生條件：物體具有____的加速度。(3)完全失重①定義：物體對支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)______的現(xiàn)象。②產(chǎn)生條件：物體的加速度a＝__，方向豎直向下。1．易錯易混辨析(1)失重說明物體所受的重力減小了。 ()(2)物體超重時，加速度向上，速度也一定向上。 ()(3)研究動力學兩類問題時，受力分析和運動分析是關鍵。 ()(4)物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生變化。 ()(5)根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運動的速度方向。 ()(6)加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁，速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁。()2．人教版必修第一冊第四章第6節(jié)[思考與討論]：圖1下蹲過程，圖2下蹲、站起兩個過程，分析超重和失重的情況。兩類動力學基本問題1．解決兩類動力學基本問題的關鍵(1)兩個分析：物體的受力情況分析和運動過程分析。(2)兩個橋梁：加速度是聯(lián)系物體運動和受力的橋梁；銜接點的速度是聯(lián)系相鄰兩個過程的橋梁。2．解題思路從受力情況確定運動情況[典例1](2024·福建寧德三模)人類從事滑雪活動已有數(shù)千年歷史，滑雪愛好者可在雪場上輕松、愉快地滑行，飽享滑雪運動的樂趣。一名滑雪愛好者以1m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡的傾角為30°。若人與滑板的總質(zhì)量為60kg，受到的總阻力為60N，重力加速度g取10m/s2，求：(1)滑雪者加速度的大?。?2)3s內(nèi)滑雪者下滑位移的大?。?3)3s末人與滑板總重力的瞬時功率。[聽課記錄]從運動情況確定受力情況[典例2]一質(zhì)量為m＝2kg的滑塊能在傾角為θ＝30°的足夠長的斜面上以a＝2.5m/s2勻加速下滑。如圖所示，若用一水平向右恒力F作用于滑塊，使之由靜止開始在t＝2s內(nèi)能沿斜面運動位移x＝4m。求：(g取10m/s2)(1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ；(2)恒力F的大小。[聽課記錄]超重和失重1．對超重和失重的理解(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。(2)在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。(3)盡管物體的加速度方向不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。2．判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時，物體處于失重狀態(tài)；等于0時，物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當物體具有向上(或斜向上)的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有向下(或斜向下)的加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度a＝g時，物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時，超重②物體向下加速或向上減速時，失重超、失重現(xiàn)象的定性分析[典例3]蹦極是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，空氣阻力不計，則人從P點落下到最低點c的過程中()A．人從a點開始做減速運動，一直處于失重狀態(tài)B．在ab段繩的拉力小于人所受的重力，人處于超重狀態(tài)C．在bc段繩的拉力大于人所受的重力，人處于超重狀態(tài)D．在c點，人的速度為0，其加速度也為0[聽課記錄]超、失重現(xiàn)象的圖像問題[典例4]一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是()A．0～t1時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgB．t1～t2時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC．t2～t3時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mgD．t2～t3時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg[聽課記錄]超、失重現(xiàn)象的定量計算[典例5](2025·八省聯(lián)考云南卷)某同學站在水平放置于電梯內(nèi)的電子秤上，電梯運行前電子秤的示數(shù)如圖甲所示。電梯豎直上升過程中，某時刻電子秤的示數(shù)如圖乙所示，則該時刻電梯(重力加速度g取10m/s2)()A．做減速運動，加速度大小為1.05m/s2B．做減速運動，加速度大小為0.50m/s2C．做加速運動，加速度大小為1.05m/s2D．做加速運動，加速度大小為0.50m/s2[聽課記錄]“等時圓”模型1．質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓環(huán)的最低點所用時間相等，如圖1所示。2．質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖2所示。3．兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質(zhì)點沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖3所示。[典例6](多選)如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點，a為最低點，O′為圓心。每根桿上都套著一個小滑環(huán)(未畫出)，兩個滑環(huán)從O點無初速度釋放，一個滑環(huán)從d點無初速度釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、da到達a、b所用的時間。下列關系正確的是()A．t1＝t2 B．t2>t3C．t1<t2 D．t1＝t3[聽課記錄][典例7]如圖所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點，O點恰好是下半圓的圓心，它們處在同一豎直平面內(nèi)?，F(xiàn)有三條光滑直軌道AOB、COD、EOF，它們的兩端分別位于上下兩圓的圓周上，軌道與豎直直徑的夾角關系為α>β>θ。現(xiàn)讓一小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端，則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經(jīng)歷的時間關系為()A．tAB＝tCD＝tEF B．tAB>tCD>tEFC．tAB<tCD<tEF D．tAB＝tCD<tEF[聽課記錄]1．(2022·遼寧卷)如圖所示，一小物塊從長1m的水平桌面一端以初速度v0沿中線滑向另一端，經(jīng)過1s從另一端滑落。物塊與桌面間動摩擦因數(shù)為μ，g取10m/s2。下列v0、μ的值可能正確的是()A．v0＝2.5m/s B．v0＝1.5m/sC．μ＝0.28 D．μ＝0.252．(2021·全國甲卷)如圖所示，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關。若θ由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大3．(2022·浙江1月選考)第24屆冬奧會在我國舉辦。鋼架雪車比賽的一段賽道如圖1所示，長12m水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°。運動員從A點由靜止出發(fā)，推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(圖2所示)，到C點共用時5.0s。若雪車(包括運動員)可視為質(zhì)點，始終在冰面上運動，其總質(zhì)量為110kg，sin15°＝0.26，求雪車(包括運動員)：(1)在直道AB上的加速度大?。?2)過C點的速度大?。?3)在斜道BC上運動時受到的阻力大小。第2節(jié)牛頓第二定律的基本應用鏈接教材·夯基固本梳理·必備知識1．(1)運動情況受力(2)加速度牛頓第二定律2．(1)大于向上(2)小于向下(3)等于0g激活·基本技能1．(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√2．提示：下蹲過程先向下加速再向下減速，加速度方向先向下后向上，先失重后超重；站起過程先向上加速再向上減速，加速度方向先向上后向下，先超重后失重。細研考點·突破題型考點1典例1解析：(1)由牛頓第二定律mgsin30°－f＝ma解得滑雪者加速度的大小為a＝4m/s2。(2)由運動學公式x＝v0t＋12at其中v0＝1m/s，t＝3s解得3s內(nèi)滑雪者下滑位移的大小為x＝21m。(3)由運動學公式v＝v0＋at重力的瞬時功率P＝mgvsin30°聯(lián)立解得，3s末人與滑板總重力的瞬時功率為P＝3900W。答案：(1)4m/s2(2)21m(3)3900W典例2解析：(1)根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin30°－μmgcos30°＝ma解得μ＝36(2)滑塊沿斜面做勻加速直線運動，由x＝12a1t得a1＝2m/s2加速度有向上和向下兩種可能，當加速度沿斜面向上時Fcos30°－mgsin30°－μ(Fsin30°＋mgcos30°)＝ma1代入數(shù)據(jù)得F＝763當加速度沿斜面向下時mgsin30°－Fcos30°－μ(Fsin30°＋mgcos30°)＝ma1代入數(shù)據(jù)得F＝437答案：(1)36(2)7635N考點2典例3C[在Pa段繩還沒有被拉長，人做自由落體運動，所以處于完全失重狀態(tài)，在ab段繩的拉力小于人所受重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，處于失重狀態(tài)；在bc段繩的拉力大于人所受重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故A、B錯誤，C正確；在c點，繩的形變量最大，繩的拉力最大，人受到的合力向上，有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故D錯誤。]典例4D[根據(jù)st圖像的斜率表示速度可知，0～t1時間內(nèi)v增大，t2～t3時間內(nèi)v減小，t1～t2時間內(nèi)v不變，B、C錯誤；0～t1時間內(nèi)速度越來越大，加速度向下，處于失重狀態(tài)，則FN<mg，A錯誤；t2～t3時間內(nèi)，速度逐漸減小，加速度向上，處于超重狀態(tài)，則FN>mg，D正確。]典例5D[如題圖所示，根據(jù)牛頓第二定律F－mg＝ma，可得a＝63-60×1060m/s2＝0.50m/s2，則電梯向上做加速運動。故選D微點突破典例6BCD[設想還有一根光滑固定細桿ca，則ca、Oa、da三細桿交于圓的最低點a，三桿頂點均在圓周上，根據(jù)等時圓模型可知，由c、O、d無初速度釋放的小滑環(huán)到達a點的時間相等，即tca＝t1＝t3；而由c→a和由O→b滑動的小滑環(huán)相比較，滑行位移大小相同，初速度均為零，但加速度aca>aOb，由x＝12at2可知，t2>tca，故選項A錯誤，B、C、D均正確。典例7B[如圖所示，過D點作OD的垂線與豎直虛線交于G，以OG為直徑作圓，可以看出F點在輔助圓內(nèi)，而B點在輔助圓外，由等時圓結論可知tAB>tCD>tEF，B項正確，A、C、D錯誤。]即時檢驗·感悟高考1．B[物塊水平沿中線做勻減速直線運動，則v＝xt＝v0+v2，由題干知x＝1m，t＝1s，v>0，代入數(shù)據(jù)有v