第2讲牛顿第二定律的基本应用

第2讲牛顿第二定律的基本应用学习目标1.会用牛顿第二定律分析计算物体的瞬时加速度。2.掌握动力学两类基本问题的求解方法。3.知道超重和失重现象，并会对相关的实际问题进行分析。eq\a\vs4\al(1.,,)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(,3.)eq\a\vs4\al(4.,)1.思考判断(1)已知物体受力情况，求解运动学物理量时，应先根据牛顿第二定律求解加速度。()(2)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解，所以加速度由运动情况决定。()(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。()(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力。()(5)加速上升的物体处于超重状态。()(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。()(7)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。()2.(2023·江苏卷，1)电梯上升过程中，某同学用智能记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是()A.从20.0s到30.0sB.从30.0s到40.0sC.从40.0s到50.0sD.从50.0s到60.0s考点一瞬时问题的两类模型两类模型例1(多选)(2024·湖南邵阳模拟)如图1所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上，绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边用轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。已知重力加速度为g，则()图1A.球1和球2的质量之比为1∶2B.球1和球2的质量之比为2∶1C.在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为eq\r(3)gD.在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为2g听课笔记方法总结求解瞬时加速度的思路eq\x(\a\al(分析瞬时变化前,物体的受力情况))→eq\x(\a\al(分析瞬时变化后,哪些力变化或消失))→eq\x(\a\al(求出变化后物体所受合力,根据牛顿第二定律列方程))→eq\x(求瞬时加速度)(2024·山东临沂模拟)如图2所示，竖直放置的轻弹簧下端固定，上端与物体A连接，物体A上方叠放物体B、C，三个物体的质量均为m，系统处于静止状态，弹簧处于弹性限度内，重力加速度大小为g。某时刻突然取走物体C，则()图2A.此瞬间B的加速度为0B.此瞬间A对B的弹力大小为2mgC.之后B可能脱离AD.之后B对A弹力的最小值为eq\f(1,2)mg考点二动力学的两类基本问题1.解决动力学两类基本问题的思路2.基本步骤例2在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到30km高空时，速度达到1.2km/s，助推器脱落，经过一段时间落回地面。已知助推器脱落后的运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的eq\f(1,5)，取g＝10m/s2。求：(1)助推器能上升到距离地面的最大高度；(2)助推器落回地面的速度大小和助推器从脱离到落地经历的时间。例3(2022·浙江1月选考，19)第24届冬奥会在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图3所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(如图所示)，到C点共用时5.0s。若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin15°＝0.26，取g＝10m/s2，求雪车(包括运动员)：图3(1)在直道AB上的加速度大小；(2)过C点的速度大小；(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。考点三超重与失重现象对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。(3)尽管物体的加速度方向不是竖直方向，但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。角度超、失重现象的图像问题例4某教师用图4甲所示装置研究电梯的运动。安装拉力传感器的铁架台置于电梯中，装有水的矿泉水瓶竖直悬挂在拉力传感器上。电梯运行时，电脑记录了矿泉水瓶所受拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是()图4A.AB阶段电梯处于失重状态，CD阶段电梯处于超重状态B.电梯先后经历了上行、静止、下行三个过程C.AB阶段的加速度大小约为0.67m/s2，方向竖直向上D.CD阶段的加速度大小约为0.67m/s2，方向竖直向上听课笔记角度超、失重现象的分析和计算例5(2024·山东日照模拟)物理兴趣小组为了研究电梯下降过程的运动规律，带着钩码和便携式DIS实验系统进入电梯并到达最高层，把钩码挂在力传感器上进行实验。电梯从最高层开始运动，中间不停顿，一直运动到第一层停下。从挂上钩码到最后取下钩码的过程中，DIS实验系统的显示器上显示出拉力随时间变化的关系图像如图5所示。g取10m/s2，根据图中的数据，求：图5(1)电梯在减速阶段的加速度大小；(2)电梯在整个运动过程中的最大速度；(3)电梯在整个运动过程中下降的高度。