浙江鸭2024高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第二节牛顿第二定律的应用学案.docVIP

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其次节牛顿其次定律的应用

考点一瞬时问题

1．求解思路：求解物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力状况或运动状态，再由牛顿其次定律求出瞬时加速度。

2．两种模型

3．留意问题

(1)物体的受力状况和运动状况是时刻对应的，当外界因素发生变更时，须要重新进行受力分析和运动分析。

(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变更须要一个积累的过程，不会发生突变。

如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为()

A．g B.eq\f(（M－m）g,m)

C.eq\f(Mg,m) D.eq\f(（M＋m）g,m)

[解析]当框架对地面压力为零的瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力，则小球受到向下的合力等于mg＋Mg，对小球由牛顿其次定律可得mg＋Mg＝ma，解得小球的加速度大小为a＝eq\f(（M＋m）g,m)。

[答案]D

【对点练1】用细绳拴一个质量为m的光滑小球，小球将一端固定在墙上的水平轻质弹簧压缩了x(小球与弹簧不拴连)，弹簧劲度系数为k，如图所示。将细绳剪断后()

A．小球马上获得eq\f(kx,m)的加速度

B．小球在细绳剪断瞬间起起先做平抛运动

C．小球落地的时间小于eq\r(\f(2h,g))

D．小球落地的速度大于eq\r(2gh)

解析：选D。细绳剪断前小球受重力、弹力和拉力的作用，处于平衡状态，故弹力和重力的合力F合＝eq\r(（kx）2＋（mg）2)，剪断细线瞬间，弹力和重力不变，则两力的合力不变，依据牛顿其次定律有F合＝eq\r(（kx）2＋（mg）2)＝ma，解得a＝eq\f(\r(（kx）2＋（mg）2),m)，A错误；做平抛运动的物体只受重力，将细绳剪断后，小球受到重力和弹簧的弹力共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，所以不是平抛运动，B错误；小球竖直方向只受重力，竖直分运动是自由落体运动，依据自由落体运动规律有h＝eq\f(1,2)gt2，故小球落地的时间t＝eq\r(\f(2h,g))，C错误；假如不受弹簧弹力，小球将做自由落体运动，依据自由落体运动规律有v2＝2gh，解得落地速度v＝eq\r(2gh)，由于水平方向有弹簧弹力作用，则水平方向会加速，从而获得水平速度，而竖直方向的速度不变，所以落地速度大于eq\r(2gh)，D正确。

【对点练2】(多选)如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上有三个小球A、B、C，上端固定在斜面顶端的轻绳a，下端与A相连，A、B间由轻绳b连接，B、C间由一轻杆相连。初始时刻系统处于静止状态，轻绳a、轻绳b与轻杆均平行于斜面。已知A、B、C的质量分别为m、2m、3m，重力加速度大小为g。现将轻绳b烧断，则烧断轻绳b的瞬间，下列说法正确的是()

A．轻绳a的拉力大小为6mgsinθ

B．B的加速度大小为gsinθ，方向沿斜面对下

C．C的加速度为0

D．杆的弹力为0

解析：选BD。轻绳b被烧断的瞬间，A受力平衡，合力为零，则轻绳a的拉力大小FT＝mgsinθ，A错误；轻绳b被烧断的瞬间，B、杆与C的加速度相同，对B、杆和C整体进行受力分析，并依据牛顿其次定律有(2m＋3m)gsinθ＝(2m＋3m)a0，解得a0＝gsinθ，方向沿斜面对下，可知B正确，C错误；对B进行受力分析并依据牛顿其次定律有2mgsinθ＋F＝2ma0，解得杆对B的弹力F＝0，D正确。

考点二超重和失重现象

1．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”变更。

(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逝。

(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重量，物体就会处于超重或失重状态。

(4)尽管整体没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，整体也会处于超重或失重状态。

2．推断超重和失重的方法

从受力

的角度

推断

当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态

从加速

度的角

度推断

当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态

从速度

变更的

角度推断

(1)物体向上加速或向下减速时，超重

(2)物体向下加速或向上减速时，失重

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逝，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱