牛顿第二定律的综合应用

1、强基固本强基固本考点突破考点突破第第3课时牛顿第二定律的综合应用课时牛顿第二定律的综合应用强基固本强基固本考点突破考点突破知知 识识 梳梳 理理知识点一、超重和失重知识点一、超重和失重1超重超重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体具有产生条件：物体具有 的加速度。的加速度。大于大于向上向上强基固本强基固本考点突破考点突破2失重失重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象。物体所受重力的现象。(2)产生条件：物体

2、具有产生条件：物体具有 的加速度。的加速度。3完全失重完全失重(1)定定义：物体对支持物的压力义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力或对竖直悬挂物的拉力) 的现象称为完全失重现象。的现象称为完全失重现象。(2)产生条件：物体的加速度产生条件：物体的加速度a ，方向竖直向下。，方向竖直向下。小于小于向下向下等于零等于零g强基固本强基固本考点突破考点突破知识点二、动力学的两类基本问题知识点二、动力学的两类基本问题1已已知受力情况求物体的知受力情况求物体的 。2已知运动情况求物体的已知运动情况求物体的 。运动情况运动情况受力情况受力情况强基固本强基固本考点突破考点突破思维深化思维深化判断正误，

3、正确的画判断正误，正确的画“”，错误的画，错误的画“”。(1)超重时物体的重力大于超重时物体的重力大于mg。()(2)失重时物体的重力小于失重时物体的重力小于mg。()(3)物体处于完全失重状态时，重力消失。物体处于完全失重状态时，重力消失。()(4)物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与速度物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与速度方向无关。方向无关。()答案答案(1)(2)(3)(4)强基固本强基固本考点突破考点突破 题题 组组 自自 测测题组一超重、失重的理解题组一超重、失重的理解1关关于超重和失重的下列说法中，正确的是于超重和失重的下列说法中，正确的是()A超重就是物体

4、所受的重力增大了，失重就是物体所受的超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了重力减小了B物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用落体运动的物体不受重力作用C物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态速度时处于失重状态D物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化发生变化强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的物体具有向上

5、的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，综上所述，A、B、C均错，均错，D正确。正确。答案答案D强基固本强基固本考点突破考点突破2下列关于超重和失重的说法正确的是下列关于超重和失重的说法正确的是()A游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重状态状态B跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内跳水运动员在入水前处于失重状态，入水

6、后短时间内处于超重状态处于超重状态C飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返回地面过程中处于失重状态回地面过程中处于失重状态D给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于失重状态失重状态强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析物体有向上的加速度处于超重状态，有向下的加速度物体有向上的加速度处于超重状态，有向下的加速度处于失重状态，处于失重状态，A项错误；飞船返回地面时有向上的加速度，项错误；飞船返回地

7、面时有向上的加速度，处于超重状态，处于超重状态，C项错误；物块上滑的过程有向下的加速度，项错误；物块上滑的过程有向下的加速度，物块处于失重状态，物块处于失重状态，D错误。错误。答案答案B 强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破4一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的水平面上运动的vt图象如图图象如图1所示。已知重力加速度为所示。已知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是则根据图象不能求出的物理量是()A木块的位移木块的位移B木块的加速度木块的加速度C木块所受摩擦力木块所受摩擦力D木块与桌面间

8、的动摩擦因数木块与桌面间的动摩擦因数图图1强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由vt图线图线的斜率可求出加速度的斜率可求出加速度a，由牛顿第二定律知，由牛顿第二定律知，ag，故动摩，故动摩擦因数擦因数也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块所受摩擦力。所受摩擦力。答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破5质量为质量为1吨的汽车在平直公路上以吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶，的速度匀速行驶，阻力大小不变。从某时刻开始，汽车牵引力减少阻力大小不变。从某时刻

9、开始，汽车牵引力减少2 000 N，那么从该时刻起经过那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是，汽车行驶的路程是()A50 m B42 m C25 m D24 m强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案C强基固本强基固本考点突破考点突破考点一超重、失重现象考点一超重、失重现象超超重、失重现象的实质是物体的实重与视重相比发生了变重、失重现象的实质是物体的实重与视重相比发生了变化：视重比实重大了，物体处于超重状态；视重比实重小化：视重比实重大了，物体处于超重状态；视重比实重小了，物体处于失重状态。在超重、失重现象中物体的重力了，物体处于失重状态。在超重、失重现象中物体的重力并没有发生变化。并没有

10、发生变化。强基固本强基固本考点突破考点突破【例【例1】(2014北京卷，北京卷，18)应应用物理知识分析生活中的常见用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的有此现象分析正确的有()A.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的

11、加速度大于重力加速度在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物体

12、处于超重状态，选项体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误；错误；手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度，所以选项力加速度，所以选项D正确。正确。答案答案D强基固本强基固本考点突破考点突破判断超重和失重现象的方法判断超重和失重现象的方法物体处于超重状态，还是失重状态，取决于加速度的

13、方向，物体处于超重状态，还是失重状态，取决于加速度的方向，而不是速度的方向。只要加速度有竖直向上的分量，物体就而不是速度的方向。只要加速度有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；只要加速度有竖直向下的分量，物体就处于处于超重状态；只要加速度有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。失重状态。强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练】【变式训练】1(多选多选)如如图图2所示，木箱顶端固定一竖直放置所示，木箱顶端固定一竖直放置的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若在某段时间内，物块对箱底刚

14、好无压力，则在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为在此段时间内，木箱的运动状态可能为()A加速下降加速下降 B加速上升加速上升C物块处于失重状态物块处于失重状态 D物块处于超重状态物块处于超重状态图图2强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，木箱静止时弹簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力，此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用此时物块在重力、弹簧弹力、木箱底对它向上的支持力作用下处于平衡状态。当物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧下处于平衡状态。当物块对箱底刚好无压力时，重力、弹簧弹力不变，其合力竖直

15、向下，所以系统的加速度向下，物块弹力不变，其合力竖直向下，所以系统的加速度向下，物块处于失重状态，可能加速下降，故处于失重状态，可能加速下降，故A、C正确。正确。答案答案AC强基固本强基固本考点突破考点突破考点二动力学两类基本问题考点二动力学两类基本问题1解决两类动力学基本问题应把握的关键解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)两两类分析类分析物体的受力分析和物体的运动过程分析；物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2)一个一个“桥梁桥梁”物体运动的加速度是联系运动和力物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。的桥梁。2解决动力学基本问题时对力的处理方法解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合合

16、成法：成法：在物体受力个数较少在物体受力个数较少(2个或个或3个个)时一般采用时一般采用“合成法合成法”(2)正交分解法：正交分解法：若物体的受力个数较多若物体的受力个数较多(3个或个或3个以上个以上)，则采用，则采用“正交分正交分解法解法”。强基固本强基固本考点突破考点突破【例【例2】如如图图3所示，在倾角所示，在倾角37的足够长的固定斜面上，的足够长的固定斜面上，有一质量有一质量m1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数的物体，物体与斜面间的动摩擦因数0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力F9.6 N的作用，从静止开始运动，经的作用，从静

17、止开始运动，经2 s绳子突然断了，求绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到绳断后经多长时间物体速度的大小达到22 m/s。(sin 370.6，取，取g10 m/s2)图图3强基固本强基固本考点突破考点突破强基固本强基固本考点突破考点突破第二、三步：第二、三步：受力分析受力分析列得分方程列得分方程第一个第一个过程过程 Fmgsin 37Ffma1 FfFN FNmgcos 37 mgsin 37Ffma2第二个第二个过程过程强基固本强基固本考点突破考点突破第三个第三个过程过程mgsin 37Ffma3强基固本强基固本考点突破考点突破甲甲强基固本强基固本考点突破考点突破2 s末绳断时

18、，物体的瞬时速度末绳断时，物体的瞬时速度v1a1t14 m/s第二过程：第二过程：从撤去从撤去F到物体继续沿斜面向上运动达到物体继续沿斜面向上运动达到速度为零的过程，设此过程物体运到速度为零的过程，设此过程物体运动时间为动时间为t2，加速度大小为，加速度大小为a2沿斜面方向有沿斜面方向有mgsin 37Ffma2根据运动学公式得根据运动学公式得v1a2t2由由得得t20.53 s乙乙强基固本强基固本考点突破考点突破第三过程：第三过程：物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三物体从运动的最高点沿斜面下滑，设第三阶段物体加速度大小为阶段物体加速度大小为a3，所需时间为，所需时间为t3。由对物体的受力分

19、析得由对物体的受力分析得mgsin 37Ffma3由运动学公式得由运动学公式得v3a3t3由由得得t35 s综上所述，从绳断到物体速度达到综上所述，从绳断到物体速度达到22 m/s所经历的总时间所经历的总时间tt2t30.53 s5 s5.53 s。答案答案5.53 s丙丙强基固本强基固本考点突破考点突破解决动力学两类问题的基本思路解决动力学两类问题的基本思路强基固本强基固本考点突破考点突破【变式训练】【变式训练】2在在研究汽车性能时，让质量为研究汽车性能时，让质量为2 000 kg的汽车在平直的公路上的汽车在平直的公路上进行实验，在汽车车厢顶部悬挂一小球，并让汽车做匀速直线进行实验，在汽车车

20、厢顶部悬挂一小球，并让汽车做匀速直线运动，小球相对汽车静止时悬线竖直，然后关闭发动机，发现运动，小球相对汽车静止时悬线竖直，然后关闭发动机，发现小球与竖直方向的最大夹角为小球与竖直方向的最大夹角为15，若汽车在紧急制动时，发，若汽车在紧急制动时，发现小球与竖直方向的最大夹角为现小球与竖直方向的最大夹角为30(tan 150.268，tan 300.577，g10 m/s2)。(1)汽车紧急制动时的制动力为多大？汽车紧急制动时的制动力为多大？(制动力是指由于刹车而制动力是指由于刹车而增加的阻力，不包含运动过程中所受阻力增加的阻力，不包含运动过程中所受阻力)(2)若此汽车在高速公路上以若此汽车在高

21、速公路上以90 km/h的速度行驶，司机的反应的速度行驶，司机的反应时间为时间为0.8 s，该汽车行车时应保持的安全距离为多大？，该汽车行车时应保持的安全距离为多大？(结果结果取整数取整数)强基固本强基固本考点突破考点突破解析解析(1)根据题意可得小球受力情况如图，根据题意可得小球受力情况如图，由图可知，汽车关闭发动机时对小球由牛顿第二定律可得由图可知，汽车关闭发动机时对小球由牛顿第二定律可得mgtan 15ma1对汽车同理有对汽车同理有FfMa1汽车紧急制动时对小球由牛顿第二定律得汽车紧急制动时对小球由牛顿第二定律得mgtan 30ma2设汽车紧急制动时的制动力为设汽车紧急制动时的制动力为F

22、，同理有，同理有FFfMa2联立可得联立可得F6 180 N。强基固本强基固本考点突破考点突破答案答案(1)6 180 N(2)74 m强基固本强基固本考点突破考点突破考点三动力学中的临界极值问题考点三动力学中的临界极值问题1动力学中的临界极值问题动力学中的临界极值问题在在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现目中出现“最大最大”、“最小最小”、“刚好刚好”等词语时，往等词语时，往往会有临界值出现。往会有临界值出现。强基固本强基固本考点突破考点突破2产生临界问题的条件产生临界问题的