第五节牛顿第二定律的应用

1、第三节牛顿运动定律的综合应用基础再现 4 夯实取基一、 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,称为超重现象.(2) 产牛条件：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，称为失重现象.(2) 产牛条件：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(或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象.(2) 产生条件：物体的加速度 a= g,方向竖直向下.二、 解答连接体问题的常用方法1. 整体法:当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成

2、一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时， 可用牛顿第二定律求出整体的加速度.2. 隔离法:当求解系统内物体间相互作用力时，常把物体从系统中“隔离”出来进行 分析，依据牛顿第二定律列方程.3.外力和内力(1)外力：系统外的物体对研究对象的作用力;内力：系统内物体之间的作用力.2.(多选)(2017 大同模拟)如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块 A、B,在水平推力 F 的作用下运动，用 FAB代表 A、B 间的相互作用力，则()A .若地面是完全光滑的，FAB= FB.若地面是完全光滑的，FAB=FC.若地面是有摩擦的，FAB=FD .若地面是有摩擦的，FAB=

3、IAs多维课堂考点突破考点1 超重与失重现象【知识提炼】1. 对超重、失重的理解：超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了.在发生这些现象时， 物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）.2. 判断方法（1）不管物体的加速度是不是竖直方向，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.（2）尽管不是整体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现象.叮，打逼在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失如天平失效、浸在水中的

4、物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.【典题例析】例 CD 如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲-起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力（单位为牛顿），横坐标为时间.由图线可知（）A .该同学做了两次下蹲起立的动作B .该同学做了一次下蹲起立的动作C.下蹲过程中人处于失重状态D .下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态服琮豪绘如图所示，台秤上有一装水容器， 容器底部用一质量不计的细线系住一个乒乓球.某时 刻细线断开，乒乓球向上加速运动， 在此过程中，关于台秤的示数与线断前相比的变化情况及原因.下列说法正确的是（）A .由于乒乓球仍在容器中，所以示数与细线断前相同B .细线断后不

5、再向上提拉容器底部，所以示数变大C.细线断后，乒乓球有向上的加速度，处于超重状态，故示数变大D .容器、水、乒乓球整个系统的重心加速下移，处于失重状态，所以示数变小斗点2动力学观点在连接体中的应用【知识提炼】i.多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起，构成的物体系统称为连接体.常见的连接体如图所示:乙2.连接体问题的分析方法：一是隔离法，二是整体法.加速度相同的连接体1若求解整体的加速度， 可用整体法.整个系统看成一个研究对象，分析整体受外力情况，再由牛顿第二定律求出加速度.2若求解系统内力，可先用整体法求出整体的加速度，再用隔离法将内力转化成外力，由牛顿第二定律求解.(2)加

6、速度不同的连接体：若系统内各个物体的加速度不同，一般应采用隔离法以各 个物体分别作为研究对象， 对每个研究对象进行受力和运动情况分析，分别应用牛顿第二定律建立方程，并注意应用各个物体的相互作用关系联立求解.3.充分挖掘题目中的临界条件(1) 相接触与脱离的临界条件：接触处的弹力FN=0.(2) 相对滑动的临界条件：接触处的静摩擦力达到最大静摩擦力.(3) 绳子断裂的临界条件：绳子中的张力达到绳子所能承受的最大张力.绳子松弛的临界条件：张力为 0.4.其他几个注意点(1) 正确理解轻绳、轻杆和轻弹簧的质量为0 和受力能否突变的特征的不同.(2) 力是不能通过受力物体传递的受力，分析时要注意分清内

7、力和外力，不要漏力或添 力.【典题例析】例 质量为 M、长为寸 3L的杆水平放置，杆两端 A、B 系着长为 3L 的不可伸长且光 滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m 的小铁环已知重力加速度为 g，不计空气影响.(1) 现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小.(2) 若杆与环保持相对静止， 在空中沿 AB 方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于 A 端正下方，如图乙所示.1求此状态下杆的加速度大小a.2为保持这种状态需在杆上施加一个多大外力，方向如何?B1 隔离法的选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者需要求出系统内两物体之间的作用力时 ，就需要把物体从系统中隔

8、离出来 ，应用牛顿第二定律列方程求 解.2.整体法的选取原则： 若连接体内各物体具有相同的加速度 ，且不需要求系统内物体 之间的作用力时，可以把它们看成一个整体来分析整体受到的外力 ，应用牛顿第二定律求出 加速度（或其他未知量）.3.整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求系统内物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度， 然后再用隔离法选取合适的研究对象， 应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体求加速度、后隔离求内力 ”.【跟进题组】考向 1 加速度相同的连接体问题1如图所示，质量为 M 的小车放在光滑的水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M m,用一力

9、F 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a 向右运动时，细线与竖直方向成B角，细线的拉力为Fi.若用一力 F 水平向左拉小车，使小球和其一起以加速度 a向左运动时，细线与竖直方向也成B角，细线的拉力为 F1.则（A . a= a, F i= Fi口考向 2 加速度不同的连接体问题2个弹簧测力计放在水平地面上，Q 为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P为一重物，已知 P 的质量 M = i0.5 kg , Q 的质量 m= i.5 kg,弹簧的质量不计， 劲度系数k= 800 N/m，系统处于静止.如图所示，现给P 施加一个方向竖直向上的力 F，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前 0.2 s

10、内，F 为变力，0.2 s以后，F 为恒力.求力 F 的最大值与最小值.（取 g= i0 m/s2）口考向 3 连接体中的临界、极值问题C. a a, F i FiB. a a, Fi= Fi3.(多选)(高考江苏卷)如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m,静止叠放在水平1地面上.A、B 间的动摩擦因数为 仏 B 与地面间的动摩擦因数为1卩最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g.现对 A 施加一水平拉力 F，则()A .当 F 3 卩 mg 时，A 相对 B 滑动1D .无论 F 为何值，B 的加速度不会超过-g考点3 传送带问题的分析技巧【知识提炼】i模型特征(i)水平传送

11、带模型项目图示滑块可能的运动情况情景 1唱亠(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速情景 2(1)VoV 时，可能一直减速，也可能先减速再匀速；(2)vov 返回时速度为 V,当 V0V 返回时速度为 V0(2)倾斜传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景 1(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速情景 2(1)可能一直加速；(2)可能先加速后匀速；(3)可能先以 a1加速后以 a2加速2模型动力学分析(1)传送带模型问题的分析流程(2)判断方法水平传送带2情景 1若 I，物、带能共速；-2卩g2 2情景 2 若占二旦三 i,物、带能共速;- 2口g情景 3 若 一 I,物块能返回.- 2

12、口g倾斜传送带2情景 1 若V i,物、带能共速;1-1 22a2情景 2 若+三 i,物、带能共速;- 2a若详 tan0,物、带共速后匀速;若 ftan0,物体以 a2加速(a22思维模板例 4 质量 M = 4 kg、长 21 = 4 m 的木板放在光滑水平地面上，以木板中点为界，左边和右边的动摩擦因数不同一个质量为m= 1 kg 的滑块（可视为质点）放在木板的左端，如图甲所示在 t=0 时刻对滑块施加一个水平向右的恒力F，使滑块和木板均由静止开始运动，ti= 2 s 时滑块恰好到达木板中点，滑块运动的Xi t 图象如图乙所示.取 g= 10 m/s2.（1）求滑块与木板左边的动摩擦因数

13、m和恒力 F 的大小.（2）若滑块与木板右边的动摩擦因数 0.1 , 2 s末撤去恒力F，则滑块能否从木板上滑木板模型图3阳b【典题例析】落下来？若能，求分离时滑块的速度大小若不能，则滑块将停在离木板右端多远处？叫踪洲以如图所示，质量 M = 1 kg 的木块 A 静止在水平地面上， 在木块的左端放 置一个质量 m= 1 kg 的铁块 B（大小可忽略），铁块与木块间的动摩擦因数口 = 0.3,木块长 L=1 m .用 F= 5 N 的水平恒力作用在铁块上，g 取 10 m/s2（1）若水平地面光滑，计算说明两物块间是否发生相对滑动.（2）若木块与水平地面间的动摩擦因数 国=0.1，求铁块运动到

14、木块右端的时间.777777777777777777777777777777777777分析滑块一滑板类模型应注意的分析滑块一滑板类模型应注意的“一个转折一个转折” “两亍关联两亍关联”人怙嶄 帀廉首亦応豆国扁肓氨id绐齐襄只帝菠匚祁TET*下是受力和运动狀複变配的转折点:薔廨薪、唇金万帚沅#询廉決噪希帝药、if； 丨板位移与板绘丈间的关联+ 般情况下*由于: 两冷工碑矗擦力或其他力的験曼转折前、冶滑块籾：倆腿的加速度祁发生査化*四此以转祈点： 为界*对转折前*府进行受力命析是建京棋： :型的关就:随堂达标巩固落实1.（2017 武汉模拟）如图所示，两粘连在一起的物块a 和 b，质量分别为 m

15、a和 m放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力Fa和水平拉力 Fb,已知 FaFb,则 a 对 b 的作用力（）思思 维维A .必为推力B .必为拉力/2.（多选）两个叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为0的斜面上，如图所示，滑块的质量分别为 M、m, A 与斜面间的动摩擦因数为山，B 与 A 之间的动摩擦因数为 血，已知常工作时工人在 A 端将粮袋放到运行中的传送带上设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相4.（2017 郑州模拟）如图所示，一条足够长的浅色水平传送带在自左向右匀速运行，现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上会留下一段黑色的径迹.下列说法中正

16、确的是（）A .黑色的径迹将出现在木炭包的左侧B .木炭包的质量越大，径迹的长度越短C.传送带运动的速度越大，径迹的长度越短D .木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短5有一项“快乐向前冲”的游戏可简化如下：如图所示，滑板长L = 1 m,起点 A 到终点线 B 的距离 s= 5 m .开始滑板静止，右端与 A 平齐，滑板左端放一可视为质点的滑块，对滑块施一水平恒力F 使滑板前进.板右端到达B 处冲线，游戏结束.已知滑块与滑板间动摩擦因数 尸 0.5，地面视为光滑，滑块质量mi= 2 kg,滑板质量 me= 1 kg，重力加速度 g=10 m/s2,求：C.可能为推力，也可能为拉力D .不可能为零两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面上滑下，滑块B 受到的摩擦力为（A .等于零B .方向沿斜面向上C.大小等于pimgcos0D .大小等于p2mgcos03如图所示为粮袋的传送装置，已知A、B 两端间的距离为 L,传送带与水平方向的夹角为0,工作时运行速度为 v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为等，重力加