第2講牛頓第二定律的基本應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)用牛頓第二定律分析計(jì)算物體的瞬時(shí)加速度。2.掌握動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的求解方法。3.知道超重和失重現(xiàn)象,并會(huì)對(duì)相關(guān)的實(shí)際問題進(jìn)行分析?？键c(diǎn)一瞬時(shí)問題的兩類模型1.瞬時(shí)問題的特點(diǎn):當(dāng)物體所受合力發(fā)生突變時(shí),加速度也同時(shí)發(fā)生突變,而物體運(yùn)動(dòng)的速度不能發(fā)生突變。2.瞬時(shí)問題的兩類模型例1(2024·湖南卷,3)如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個(gè)小球A、B、C、D,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)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,1.5g C.2g,0.5g D.g,0.5g聽課筆記

人教版教材必修第一冊(cè)P114復(fù)習(xí)與提高B組T1和本高考試題均考查了外界條件突變時(shí)彈簧類瞬時(shí)加速度問題,教材中是兩球彈簧繩子共線。本高考試題中是四球彈簧繩子共線,還需結(jié)合整體法與隔離法分析,提升了難度。1.如圖,兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B之間用輕彈簧連接,然后用細(xì)繩懸掛起來,剪斷細(xì)繩的瞬間,A和B的加速度分別是多少?求解瞬時(shí)加速度問題的一般思路例2(2025·八省聯(lián)考山陜青寧卷,6)如圖,質(zhì)量均為m的兩個(gè)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?fàn)顟B(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聽課筆記

考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1.解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的思路2.分析動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的關(guān)鍵(1)做好兩類分析:物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過程分析。(2)搭建兩個(gè)橋梁:加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁;連接點(diǎn)的速度是聯(lián)系各物理過程的橋梁。3.基本步驟例3(2025·東北三省名校聯(lián)考)2023年7月8日,哈爾濱獲得第九屆亞洲冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)舉辦權(quán),此次賽事掀起全民參與冰雪運(yùn)動(dòng)的熱潮,滑雪是一項(xiàng)熱門的冰雪運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,也是哈爾濱市冰雪旅游的熱門娛樂項(xiàng)目?；┻\(yùn)動(dòng)愛好者能夠通過改變雪板與雪道的夾角來改變阻力大小,從而實(shí)現(xiàn)隨心所欲的加速和減速。已知某滑雪運(yùn)動(dòng)愛好者在一條長度為100m、傾角為30°的雪道頂端由靜止開始沿直線勻加速下滑,該階段所受到的阻力為其總重力的310倍;當(dāng)速度達(dá)到16m/s時(shí)開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至雪道底端,該階段其所受的阻力為其總重力的2330倍,g取10m/s2。(1)運(yùn)動(dòng)愛好者在加速及減速階段的加速度大小;(2)運(yùn)動(dòng)愛好者到達(dá)雪道底端的速度大小。

例4(2025·湖南衡陽模擬)北京時(shí)間2023年10月31日8時(shí)11分,神舟十六號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。返回艙在離地面約6000m的高空打開主傘(降落傘),在主傘的作用下返回艙速度從80m/s降至10m/s,此后可視為勻速下降,當(dāng)返回艙在距離地面2m時(shí)啟動(dòng)反推發(fā)動(dòng)機(jī),速度勻減至0后恰落到地面上。設(shè)主傘所受的空氣阻力為f=kv,其中k為定值,v為速率,其余阻力不計(jì)。已知返回艙(含宇航員)總質(zhì)量為3000kg,主傘的質(zhì)量忽略不計(jì),忽略返回艙質(zhì)量的變化,重力加速度g取10m/s2,設(shè)全過程為豎直方向的運(yùn)動(dòng)。求:(1)在主傘打開后的瞬間,返回艙的加速度大小;(2)若在反推發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)主傘與返回艙之間的繩索處于松弛狀態(tài),求反推發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力大小。

針對(duì)訓(xùn)練(2025·貴州貴陽模擬)一個(gè)質(zhì)量為2kg的箱子靜止放在水平面上,箱子與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,給箱子一個(gè)水平恒定拉力,使箱子從靜止開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過2s,箱子的位移為20m。重力加速度g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,空氣阻力不計(jì)。(1)求拉力F的大小;(2)若拉力大小不變,把拉力的方向改為與水平面成37°角斜向上,使箱子從靜止開始運(yùn)動(dòng),求拉力作用第1s內(nèi)箱子的位移大小。

考點(diǎn)三超重與失重現(xiàn)象1.超重、失重和完全失重的對(duì)比名稱超重失重完全失重產(chǎn)生條件物體的加速度

物體的加速度

物體豎直向下的加速度等于

對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)情境上升或下降

下降或上升

自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)等原理F-mg=maF=

mg-F=maF=

mg-F=mgF=

2.對(duì)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(huì)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(huì)處于超重或失重狀態(tài)。3.判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài);小于重力時(shí),物體處于失重狀態(tài);等于零時(shí),物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí),物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時(shí),物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時(shí),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(shí),超重②物體向下加速或向上減速時(shí),失重判斷正誤(1)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體對(duì)地板的壓力大于物體的重力。()(2)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。()(3)物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)其重力并沒有發(fā)生變化。()(4)根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài),可以判斷物體運(yùn)動(dòng)的速度方向。()例5(2025·黑龍江哈爾濱高三聯(lián)考)某運(yùn)動(dòng)員在10米跳臺(tái)比賽中,跳水過程從離開跳板開始計(jì)時(shí),v-t圖像如圖所示,圖中僅0~t2段為直線,不計(jì)空氣阻力,則由圖可知()A.0~t1段運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)B.0~t2段運(yùn)動(dòng)員的速度方向保持不變C.0~t3段運(yùn)動(dòng)員一直處于失重狀態(tài)D.t3~t4段運(yùn)動(dòng)員的加速度逐漸增大聽課筆記

例6(2024·全國甲卷,22)學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象,將彈簧測(cè)力計(jì)掛在電梯內(nèi),測(cè)力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。(1)電梯靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為N(結(jié)果保留1位小數(shù))。

(2)電梯上行時(shí),一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.5N,則此段時(shí)間內(nèi)物體處于(選填“超重”或“失重”)狀態(tài)