第2講牛頓第二定律的基本應用學習目標1.會用牛頓第二定律分析計算物體的瞬時加速度。2.掌握動力學兩類基本問題的求解方法。3.知道超重和失重現(xiàn)象,并會對相關的實際問題進行分析。1.2.3.4.1.思考判斷(1)已知物體受力情況,求解運動學物理量時,應先根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。()(2)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解,所以加速度由運動情況決定。()(3)加速度大小等于g的物體一定處于完全失重狀態(tài)。()(4)減速上升的升降機內(nèi)的物體,物體對地板的壓力大于物體的重力。()(5)加速上升的物體處于超重狀態(tài)。()(6)物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生變化。()(7)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。()2.(人教版必修第一冊P110“思考與討論”改編)某同學在一個力傳感器上進行下蹲和站起的動作,在動作過程中力傳感器的示數(shù)隨時間的變化情況如圖所示,則該同學在超重狀態(tài)下加速度的最大值約為()A.6m/s2 B.5m/s2C.4m/s2 D.3m/s2考點一瞬時問題的兩類模型兩類模型例1(2024·湖南卷,3)如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D,通過細線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點,處于靜止狀態(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細線剪斷,則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為()A.g,1.5g B.2g,1.5gC.2g,0.5g D.g,0.5g聽課筆記

銜接教材(人教版必修第一冊P114B組T1)如圖,兩個質(zhì)量相同的小球A和B之間用輕彈簧連接,然后用細繩懸掛起來,剪斷細繩的瞬間,A和B的加速度分別是多少?銜接分析教材練習題第1題和湖南卷第3題都考查了繩、彈簧的瞬時問題,利用牛頓第二定律分析,外界條件突變時彈簧類瞬時加速度,課本練習題中是兩球、一彈簧,2024湖南卷是四球、兩彈簧,提高了難度,考查整體法與隔離法等方法的應用。跟蹤訓練1.(2025·八省聯(lián)考山陜青寧卷,6)如圖,質(zhì)量均為m的兩個相同小球甲和乙用輕彈簧連接,并用輕繩L1、L2固定,處于靜止狀態(tài),L1水平,L2與豎直方向的夾角為60°,重力加速度大小為g。則()A.L1的拉力大小為3mgB.L2的拉力大小為3mgC.若剪斷L1,該瞬間小球甲的加速度大小為3gD.若剪斷L1,該瞬間小球乙的加速度大小為g考點二動力學的兩類基本問題1.解決動力學兩類基本問題的思路2.解題關鍵(1)做好兩類分析:受力分析和運動過程分析。(2)搭建兩個橋梁:聯(lián)系運動和力的橋梁——加速度,聯(lián)系各物理過程的橋梁——連接點的速度。例2(2025·遼寧沈陽模擬)如圖所示為設計的一種高樓新型逃生通道,當樓房發(fā)生火災時,人可以通過該通道滑到地面。通道的長度可以適當調(diào)節(jié)。若某次將通道調(diào)節(jié)后使其全長為28m,通道入口搭建在距地面高16.8m的窗口。在通道中,人雙臂雙腿并攏下滑時只受到底面的摩擦力,大小為重力的0.4倍,當速度過快時,張開雙臂雙腿增加了人與側壁的摩擦,受到摩擦力為并攏時的兩倍。若人在通道中剛開始雙臂雙腿并攏由靜止加速下滑,之后某時刻張開雙臂雙腿減速直到離開通道,人的運動可視為直線,不計空氣阻力,g=10m/s2,求:(1)人雙臂雙腿并攏下滑時的加速度大小;(2)為了確保安全,人滑到底端時的速度不能超過4m/s,人在通道中下滑的最大速度和最短時間。

例3鋼架雪車比賽的一段賽道如圖所示,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,如圖所示,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,g=10m/s2,求雪車(包括運動員):(1)在直道AB上的加速度大小;(2)在C點的速度大小;(3)在斜道BC上運動時受到的阻力大小。

動力學問題的解題步驟跟蹤訓練2.(多選)(2025·陜西安康模擬)如圖所示,一輛貨車以72km/h的速度沿平直公路勻速行駛,車斗內(nèi)載有一個質(zhì)量為500kg的長方體貨箱,貨箱的前后兩側各被一條沿水平方向的繩子分別固定在車斗前后的欄板上,每根繩子的長度均為2m且繩子能承受的最大張力均為1000N。已知貨箱與車斗底板間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,不計繩子的重力,重力加速度g取10m/s2,兩條繩子在同一與貨箱側面垂直的水平線上。若前方突遇緊急情況要求貨車剎車后必須在25m內(nèi)停下來,貨車的剎車過程可視為勻減速直線運動,下列說法正確的是()A.貨車加速度大小的最小值為8m/s2B.貨箱將首先與車斗前欄板相撞C.貨箱將首先與車斗后欄板相撞D.剎車過程貨箱能夠相對車斗靜止考點三超重與失重現(xiàn)象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)。角度超、失重現(xiàn)象的圖像問題例4(2025·江蘇江陰模擬)在沿豎直方向運行的電梯中,把物體置于放在水平面的臺秤上,臺秤與力傳感器相連,當電梯從靜止開始加速上升,然后又勻速運動一段時間,最后停止運動時,與傳感器相連的電腦熒屏上顯示出傳感器的示數(shù)與時間的關系圖像如圖所示,g取10m/s2。下列說法正確的是()A.18~20s過程中,物體的重力先變小后變大B.該物體的質(zhì)量為5kgC.電梯在超重時最大加速度大小約為16.67m/s2D.電梯在失重時最大加速度大小約為6.67m/s2聽課筆記

角度超、失重現(xiàn)象的分析和計算例5(2024·全國甲卷,22)學生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象,將彈簧測力計掛在電梯內(nèi),測力計下端掛一物體。已知當?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。(1)電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為N(結果保留1位小數(shù))。

(2)電梯上行時,一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N,則此段時間內(nèi)物體處于(選填“超重”或“失重”)狀態(tài),電梯加速度大小為m/s2(結果保留1位小數(shù))。

總結提升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);等于零時,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的加速度時,物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時,物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時,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