高中人教物理必修1 第三章 第2讲.doc

第2讲　牛顿第二定律的应用
知识排查
牛顿第二定律的瞬时性
牛顿第二定律的表达式为F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致。当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变。
两类动力学问题
1.动力学的两类基本问题
第一类：已知受力情况求物体的运动情况。
第二类：已知运动情况求物体的受力情况。
2．解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下
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。
(2)产生条件：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。
(2)产生条件：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(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象。
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。
4．对超重和失重的“三点”深度理解
(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)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向，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。
小题速练
1．思考判断
(1)物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比。(　　)
(2)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度。(　　)
(3)超重就是物体的重力变大的现象。(　　)
(4)失重时物体的重力小于mg。(　　)
(5)加速度等于g的物体处于完全失重状态。(　　)
(6)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。(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．在儿童蹦极游戏中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳，质量为m的小明如图1所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg。若此时小明左侧橡皮绳断裂，则此时小明的(　　)
图1
A．加速度为零，速度为零
B．加速度a＝g，方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下
C．加速度a＝g，方向沿未断裂橡皮绳的方向斜向上
D．加速度a＝g，方向竖直向下
解析　根据题意，腰间左右两侧的橡皮绳的弹力等于重力。小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时所受合力方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，大小等于mg，所以小明的加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，选项B正确。
答案　B
3．(2018·金陵中学)如图2所示，一倾角θ＝37°的足够长斜面固定在水平地面上。当t＝0时，滑块以初速度v0＝10 m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法中正确的是(　　)
图2
A．滑块一直做匀变速直线运动
B．t＝1 s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上
C．t＝2 s时，滑块恰好又回到出发点
D．t＝3 s时，滑块的速度为4 m/s
解析　滑块上滑过程mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，解得a1＝10 m/s2，下滑过程mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，解得a2＝2 m/s2，故A错误；上滑时间t1＝＝1 s，上滑距离x＝＝5 m，下滑过程x＝a2t，解得t2＝ s，故B、C错误；t＝3 s时，滑块还处于下滑阶段，v＝a2(t－1)＝4 m/s，故D正确。
答案　D
　牛顿第二定律的瞬时性
两种模型
【例1】　两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图3所示。现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，重力加速度为g则(　　)
图3
A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2g
C．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
解析　由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g，故选项A正确。
答案　A
【拓展1】　把“轻绳”换成“轻弹簧”在【例1】中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图4所示，则【例1】选项中正确的是(　　)
图4
解析　剪断轻绳OA后，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg，小球B所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为a1＝2g，a2＝0，故选项D正确。
答案　D