ER06专题02－第3讲牛顿运动定律的基本应用-JSB-副本

微专题02力与直线运动第3讲牛顿运动定律的基本应用2024.01.211.熟悉掌握动力学的两类基本问题的解题方法，能够以加速度为纽带将运动学和动力学联系起来。2.理解超重和失重的各种场景，特别是电梯或者升降机中的超重、失重的加速度问题。考向1牛顿第一、三定律的应用[例1]（2023·江苏·模拟预测）据历史文献和出土文物证明，踢毽子起源于中国汉代，盛行于朝、隋唐。毽子由羽毛、金属片和胶垫组成。如图是同学练习踢毽子，毽子离开脚后，恰好沿竖直方向运动，下列说法正确的是（

）A．脚对毽子的作用力大于毽子对脚的作用力，所以才能把毽子踢起来B．因为空气阻力存在，毽子在空中运动时加速度总是小于重力加速度gC．毽子上升过程机械能减少，下落过程机械能增加D．图中毽子被踢上去的漫画，符合物理规律的是图a【答案】D【解析】A．脚对毽子的作用力与毽子对脚的作用力是一对作用力和反作用力，故等大反向，故A错误；B．因为空气阻力存在，毽子在空中上升段阻力向下，加速度大于重力加速度g，而下降阶段阻力向上，加速度小于重力加速度g，故B错误；C．毽子上升过程和落过程，阻力都做负功，机械能一直在减少，故C错误；D．因惯性作用，毽子向上运动过程，重力大的部分惯性大，故图中毽子被踢上去的漫画，符合物理规律的是图a，故D正确。故选D。考向2超重和失重超重失重完全失重概念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物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件的加速度方向竖直向上加速度方向竖直向下物体的加速度方向竖直向下，大小a＝g运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以a＝g加速下降或减速上升原理方程F－mg＝maF＝m(g＋a)mg－F＝maF＝m(g－a)mg－F＝maF＝0[例2](2022·江苏镇江市实验高级中学检测)如图所示，天平左方托盘中放有一支架，支架上方固定有电磁铁A，A的正下方是铁块B，右盘中放有砝码使天平平衡．当使A通电并将B吸起离开左盘，在其未到达A时()A．天平仍维持平衡B．天平右盘下降C．天平右盘上升D．无法判断天平是否平衡答案C解析在B被吸起离开左盘且未到达A时，B受到的吸引力越来越大，向上做加速运动，故B处于超重状态，则A、B和支架系统对托盘的压力大于系统本身的重力，故天平右盘上升，故选C.考向3瞬时作用问题瞬时加速度的两种模型（1）刚性绳(或接触面)：不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。（2）弹簧(或橡皮绳)：两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小通常可以看做保持不变。[例3]如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为gB．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为gC．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为gD．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为3【答案】D考向4空间力的动力学问题[例4]图甲所示为生活中巧妙地利用两根并排的竹竿，将长方体砖块从高处运送到低处的场景。将竹竿简化为两根平行放置，粗细均匀的圆柱形直杆，砖块放在两竹竿的正中间，由静止开始从高处下滑，图乙所示为垂直于运动方向的截面图（砖块截面为正方形）。若仅将两竹竿间距增大一些，则砖块（）A.下滑过程中竹竿对砖块的弹力变大B.下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力不变C.下滑的加速度变小D.下滑到底端的时间变短【参考答案】B【名师解析】假定两竹竿与地面倾角为、砖块的质量为m，每一根竹竿对砖块的支持力为N，以砖块为研究对象，只在垂直于竹竿平面内对其受力分析，如图所示，依题意有则有。若仅将两竹竿间距增大一些，由于支持力垂直于接触面，角保持不变，则N不变，故A错误；假定砖块与竹竿的动摩擦因数为，则摩擦力为据前面分析，由于N不变，则下滑过程中竹竿对砖块的摩擦力变大，故B正确；根据牛顿第二定律有，解得由于角不变，则下滑的加速度不变，故C错误；由于下滑加速度变小，根据匀变速直线运动规律，，则下滑时间不变，故D错误。一．瞬时加速度问题二．超失重问题1.利用旋涡现象可以测定液体的流速。如图所示（为截面图），液体的振动周期T与流速v、旋涡发生体的宽度D有关。结合物理量的单位分析，下列关系式可能正确的是（其中k是一个没有单位的常量）（）A．v=kDT B．v=kDT C．【答案】A【详解】液体的振动周期T与流速v、旋涡发生体的宽度D有关，速度v的单位为ms，振动周期T的单位为s，宽度D的单位为m；而k是一个没有单位的常量，则根据单位之间的关系可得v=kDT2.(2022·江苏盐城模拟)如图6所示，相同细线1、2与钢球连接，细线1的上端固定，用力向下拉线2，则()图6A．缓慢增加拉力时，线2会被拉断B．缓慢增加拉力时，线1中张力的增量比线2的大C．猛拉时线2断，线断前瞬间球的加速度大于重力加速度D．猛拉时线2断，线断前瞬间球的加速度小于重力加速度答案C 解析缓慢增加拉力，小球受力平衡T1＝T2＋mg，所以细线1先被拉断，故A错误；要使等式成立，细线1和2的拉力变化量是相同的，故B错误；猛拉时，细线2上拉力突然变大，作用时间极短，由于惯性，小球位置几乎不变，细线1的拉力增加几乎为零，故细线2断裂，因此断裂前细线2的拉力大于细线1的拉力，因此合力F合＝T2′＋mg－T1′>mg，故加速度大于重力加速度，故C正确，D错误。3.（2022秋·江苏南通·高三期末）一轻弹簧悬挂在点，下端静止悬挂一质量为的小物块A。现将质量同为的小物块B无初速度悬挂在A下方，重力加速度为，则下列说法正确的是（）A．挂上B的瞬间，弹簧中的弹力变大 B．挂上B的瞬间，B对A的拉力为C．A对B最大拉力为 D．弹簧中的最大拉力为【答案】C【解析】AB．挂上B之前，对A受力分析，有挂上B的瞬间，弹簧中的弹力不变，对A、B整体进行受力分析，可得设A对B的拉力大小为，对B受力分析，有联立，可得根据牛顿第三定律，可知B对A的拉力为故AB错误；CD．根据运动的对称性，当A、B运动到最低点时，加速度为竖直向上的a，设此时弹簧弹力为，A对B拉力最大为，对A、B整体和B分别由牛顿第二定律可得解得故C正确；D错误。故选C。4.如图甲所示，bc是竖直面内一根固定的光滑细杆，a、b、c位于同一圆周上，圆的半径为R，a点为圆周的最高点，c点为最低点。让一个小滑环从b点由静止释放到达c点；如图乙所示，在竖直平面内，固定一个半径为R的大圆环，其圆心为O，在圆内与圆心O同一水平面上的P点搭一光滑斜轨道到大环上，，欲使物体（视为质点）从P点由静止释放，沿此倾斜轨道滑到大环。已知重力加速度为g。（1）求小滑环