第2講牛頓第二定律的基本應用

第2講牛頓第二定律的基本應用學習目標1.會用牛頓第二定律分析計算物體的瞬時加速度。2.掌握動力學兩類基本問題的求解方法。3.知道超重和失重現(xiàn)象，并會對相關(guān)的實際問題進行分析。eq\a\vs4\al(1.,,)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(,3.)eq\a\vs4\al(4.,)1.思考判斷(1)已知物體受力情況，求解運動學物理量時，應先根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。()(2)運動物體的加速度可根據(jù)運動速度、位移、時間等信息求解，所以加速度由運動情況決定。()(3)加速度大小等于g的物體一定處于完全失重狀態(tài)。()(4)減速上升的升降機內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于物體的重力。()(5)加速上升的物體處于超重狀態(tài)。()(6)物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生變化。()(7)根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運動的速度方向。()2.(2023·江蘇卷，1)電梯上升過程中，某同學用智能記錄了電梯速度隨時間變化的關(guān)系，如圖所示。電梯加速上升的時段是()A.從20.0s到30.0sB.從30.0s到40.0sC.從40.0s到50.0sD.從50.0s到60.0s考點一瞬時問題的兩類模型兩類模型例1(多選)(2024·湖南邵陽模擬)如圖1所示，兩小球1和2之間用輕彈簧B相連，彈簧B與水平方向的夾角為30°，小球1的左上方用輕繩A懸掛在天花板上，繩A與豎直方向的夾角為30°，小球2的右邊用輕繩C沿水平方向固定在豎直墻壁上。兩小球均處于靜止狀態(tài)。已知重力加速度為g，則()圖1A.球1和球2的質(zhì)量之比為1∶2B.球1和球2的質(zhì)量之比為2∶1C.在輕繩A突然斷裂的瞬間，球1的加速度大小為eq\r(3)gD.在輕繩A突然斷裂的瞬間，球2的加速度大小為2g聽課筆記方法總結(jié)求解瞬時加速度的思路eq\x(\a\al(分析瞬時變化前,物體的受力情況))→eq\x(\a\al(分析瞬時變化后,哪些力變化或消失))→eq\x(\a\al(求出變化后物體所受合力,根據(jù)牛頓第二定律列方程))→eq\x(求瞬時加速度)(2024·山東臨沂模擬)如圖2所示，豎直放置的輕彈簧下端固定，上端與物體A連接，物體A上方疊放物體B、C，三個物體的質(zhì)量均為m，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，彈簧處于彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g。某時刻突然取走物體C，則()圖2A.此瞬間B的加速度為0B.此瞬間A對B的彈力大小為2mgC.之后B可能脫離AD.之后B對A彈力的最小值為eq\f(1,2)mg考點二動力學的兩類基本問題1.解決動力學兩類基本問題的思路2.基本步驟例2在發(fā)射火箭過程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到30km高空時，速度達到1.2km/s，助推器脫落，經(jīng)過一段時間落回地面。已知助推器脫落后的運動過程中，受到的阻力大小恒為助推器重力的eq\f(1,5)，取g＝10m/s2。求：(1)助推器能上升到距離地面的最大高度；(2)助推器落回地面的速度大小和助推器從脫離到落地經(jīng)歷的時間。例3(2022·浙江1月選考，19)第24屆冬奧會在我國舉辦。鋼架雪車比賽的一段賽道如圖3所示，長12m水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°。運動員從A點由靜止出發(fā)，推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(如圖所示)，到C點共用時5.0s。若雪車(包括運動員)可視為質(zhì)點，始終在冰面上運動，其總質(zhì)量為110kg，sin15°＝0.26，取g＝10m/s2，求雪車(包括運動員)：圖3(1)在直道AB上的加速度大?。?2)過C點的速度大?。?3)在斜道BC上運動時受到的阻力大小?？键c三超重與失重現(xiàn)象對超重和失重的理解(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。(2)在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失。(3)盡管物體的加速度方向不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)。角度超、失重現(xiàn)象的圖像問題例4某教師用圖4甲所示裝置研究電梯的運動。安裝拉力傳感器的鐵架臺置于電梯中，裝有水的礦泉水瓶豎直懸掛在拉力傳感器上。電梯運行時，電腦記錄了礦泉水瓶所受拉力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是()圖4A.AB階段電梯處于失重狀態(tài)，CD階段電梯處于超重狀態(tài)B.電梯先后經(jīng)歷了上行、靜止、下行三個過程C.AB階段的加速度大小約為0.67m/s2，方向豎直向上D.CD階段的加速度大小約為0.67m/s2，方向豎直向上聽課筆記角度超、失重現(xiàn)象的分析和計算例5(2024·山東日照模擬)物理興趣小組為了研究電梯下降過程的運動規(guī)律，帶著鉤碼和便攜式DIS實驗系統(tǒng)進入電梯并到達最高層，把鉤碼掛在力傳感器上進行實驗。電梯從最高層開始運動，中間不停頓，一直運動到第一層停下。從掛上鉤碼到最后取下鉤碼的過程中，DIS實驗系統(tǒng)的顯示器上顯示出拉力隨時間變化的關(guān)系圖像如圖5所示。g取10m/s2，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，求：圖5(1)電梯在減速階段的加速度大小；(2)電梯在整個運動過程中的最大速度；(3)電梯在整個運動過程中下降的高度。