1、第2講牛頓第二定律應(yīng)用超重與失重問題課前自土學(xué)習(xí)一H王杭理自査自列基礎(chǔ)知識梳理一、牛頓第二定律及單位制牛頓第二定律內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.表達(dá)式：F=mA.適用范圍牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對地面靜止或做勻速直線運(yùn)動的參考系.牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(遠(yuǎn)小于光速)的情況.單位制單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制.基本單位：基本量的單位力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是質(zhì)量、時間和長度，它們的國際單位分別是千克(kg)、秒(s)和米(m).導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來

2、的其他物理量的單位.二、超重與失重視重當(dāng)物體掛在彈簧測力計(jì)下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計(jì)或臺秤的示數(shù)稱為視重.超重、失重和完全失重的比較超重失重完全失重現(xiàn)象視重大于物體重力視重小于物體重力視重等于0產(chǎn)生條件物體的加速度向上物體的加速度向下物體的加速度等于g運(yùn)動狀態(tài)加速上升或減速下降加速下降或減速上升以g加速下降或減速上升原理方程F_mg=mamg_F=mamgF=mgF=mg+mAF=mgmAF=0三、動力學(xué)兩類基本問題動力學(xué)的兩類基本問題第一類：已知物體的受力情況求運(yùn)動情況第二類：已知物體的運(yùn)動情況求受力情況解決兩類基本問題的方法以加速度為“橋梁”，由運(yùn)動學(xué)公式和牛頓運(yùn)動定律列方程求解，具

3、體邏輯關(guān)系如圖：由力求運(yùn)動rti運(yùn)動求力基礎(chǔ)小題速練思考判斷物體由于做加速運(yùn)動，所以才受合外力作用.()物體加速度的方向與所受合外力的方向一定相同.()F=ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān).()物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時也確定了物理量間的單位關(guān)系.()物體處于超重或失重狀態(tài)時其重力并沒有發(fā)生變化.()根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運(yùn)動的速度方向.()答案(1)X(2)V(3)V丁(5)V(6)X(人教版必修178改編)由牛頓第二定律F=ma可知，無論怎樣小的力都可能使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)用很小的力去推很重的桌子時，卻推不動，這是因?yàn)?牛頓第二定

4、律不適用于靜止的物體桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負(fù)值桌子所受的合力為零，加速度為零答案D(魯科版必修1P121T2)在粗糙的水平面上，物體在水平推力作用下由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動.作用一段時間后，將水平推力逐漸減小到零物體還在運(yùn)動)，則在水平推力逐漸減小到零的過程中()物體速度逐漸減小，加速度逐漸減小物體速度逐漸增大，加速度逐漸減小物體速度先增大后減小，加速度先增大后減小物體速度先增大后減小，加速度先減小后增大答案D(多選)(教科版必修1P92T4改編)一物體重為50N,與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)加上如圖所示的水平力F1和F2，

5、若F2=15N時物體做勻加速直線運(yùn)動，則F1的值可能是(g取10m/s2)()0B.25ND.50NA.3NC.30N答案ACD5.(粵教版必修1P98片改編)如圖所示,一人站在電梯中的體重計(jì)上，隨電梯一起運(yùn)動.g取10m/s2.下列各種情況中，體重計(jì)的示數(shù)最大的是()電梯勻減速上升，加速度的大小為1.0m/s2電梯勻加速上升，加速度的大小為1.0m/s2電梯勻減速下降，加速度的大小為1.5m/s2電梯勻加速下降，加速度的大小為1.5m/s2答案C丨裸堂互31聯(lián)究一迺詼悟迫突就逮唯考點(diǎn)一對牛頓第二定律的理解1.牛頓第二定律的“四性”瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻因果性F是產(chǎn)生a的原因，物體具有加速度

6、是因?yàn)槲矬w受到了力同一性(1)加速度a相對于同一慣性系(一般指地面)F(2)a=m中，F(xiàn)、m、a對應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)(3)a=m中，各量統(tǒng)一使用國際單位獨(dú)立性(1)作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律(2)物體的實(shí)際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各個方向上的分量也遵循牛頓第二定律，即ax=FX，ay=-m2合力、加速度、速度之間的決定關(guān)系不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體都有加速度.a=詈是加速度的定義式，a與Av、At無必然聯(lián)系；a=丄是加速度的決定式，a*F,tm1（3）合力與速度同向時，物體加速運(yùn)動；合力與速度反向時，物體減速運(yùn)動

7、題組突破訓(xùn)練（多選）下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma及其變形公式的理解，正確的是（）由F=ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比F由m=F可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比aF由a=可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比mF由m=F可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合力求出aCD牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma表明了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個量，可求第三個量，但物體的質(zhì)量是由物體本身決定的，與受力無關(guān)；作用在物體上的合力，是由和它相互作用的物體作用產(chǎn)生的，與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān)，故A、B錯誤，C、D正確

8、（多選）一個質(zhì)量為2kg的物體，在5個共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài).現(xiàn)同時撤去大小分別為15N和10N的兩個力，其余的力保持不變，關(guān)于此后該物體的運(yùn)動的說法中正確的是（）定做勻變速直線運(yùn)動，加速度大小可能是5m/s2定做勻變速運(yùn)動，加速度大小可能等于重力加速度的大小可能做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小可能是2.5m/s2可能做勻速圓周運(yùn)動，向心加速度大小是5m/s2BC根據(jù)力的平衡條件得知，其余力的合力大小范圍為：5NWF合W25N,根據(jù)牛頓合F第二定律a=得，物體的加速度大小范圍為：2.5m/s2WaW12.5m/s2若物體原來做勻速直m線運(yùn)動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向不在同一直線上，物體做

9、勻變速曲線運(yùn)動，故A錯誤.由于撤去兩個力后其余力保持不變，則物體所受的合力不變，一定做勻變速運(yùn)動，加速度大小可能等于重力加速度的大小，故B正確.若物體原來做勻速直線運(yùn)動，撤去的兩個力的合力方向與速度方向相同時，物體做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小可能為2.5m/s2，故C正確.物體在恒力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動，故D錯誤.（2021廣東深圳三校模擬）如圖是汽車運(yùn)送圓柱形工件的示意圖.圖中P、Q、N是固定在車體上的壓力傳感器，假設(shè)圓柱形工件表面光滑，汽車靜止不動時Q傳感器示數(shù)為零，P、N傳感器示數(shù)不為零.當(dāng)汽車向左勻加速啟動過程中，P傳感器示數(shù)為零，而Q、N傳感器示數(shù)不為零.已知sin15=0.2

10、6，cos15=0.97，tan15=0.27，g取10m/s2，則汽車向左勻加速啟動的加速度可能為（）A.3m/s2C.2m/s2B.2.5m/s2D.1.5m/s2當(dāng)汽車向左勻加速啟動過程中，P傳感器示數(shù)為零而Q、N傳感器示數(shù)不為零，對圓柱形工件受力分析如圖所示.根據(jù)牛頓第二定律得Fq+mg=FNcos15,F合合=FNsin15=ma,聯(lián)立可得aF+mgF027F=Ttan15qX0.27+10X0.27m/s2=Q+2.7m/s22.7m/s2，加速度可能為3mmmm/s2，故A正確，B、C、D錯誤.易錯警示理解牛頓第二定律的3點(diǎn)注意分析物體的運(yùn)動性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后

11、根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化.速度的大小如何變化取決于加速度和速度方向間的關(guān)系，和加速度的大小沒有關(guān)系.加速度如何變化取決于物體的質(zhì)量和合外力，與物體的速度沒有關(guān)系.考點(diǎn)二牛頓第二定律的瞬時性1.兩種常見模型加速度與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種常見模型：:齊炭生明血旳變就能產(chǎn)生彈力*剪晰或:輕繩輕幷；風(fēng)離岸凡乎革鳴要時間恢班殆變，弾力;二立即消光或故變，一般題目屮斯給的輕麻;和按鎖麗：桂桿和族妙面在平血持珠說明時，均可;:按比糅型處理：:婁彈資的西端與枷體相連（即兩腐曲囲；;老端）時.由于側(cè)體有慣社，眸簧的卷;弾槻.蹦床；度不會覽生叢更土

12、所以在瞬時同題中，:和獄|#詡甚眸力的大卜認(rèn)沖足不變的，即撓時彈；V的彈力不更更:求解瞬時加速度的一般思路分析瞬時變化前后物體的受力情況列牛頓第二定律方程求瞬時加速度題組突破訓(xùn)練1.（2021.四川省綿陽實(shí)驗(yàn)高級中學(xué)高三模擬）如圖所示，質(zhì)量為3kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面,質(zhì)量為2kg的物體B用細(xì)線懸掛,A、B間相互接觸但無壓力.g取10m/s2.某時刻將細(xì)線剪斷，則細(xì)線剪斷瞬間（A.B對A的壓力大小為12NB彈簧彈力大小為20NB的加速度大小為6m/s2A的加速度為零A剪斷細(xì)線前，A、B間無壓力，則彈簧的彈力F=mAg=30N,剪斷細(xì)線的瞬間，對整體分析,整體加速度a=mBgmA+mB

13、=4m/s2,隔離對B分析mBg_FN=mBa，解得FN=mBg-ma=20N_2X4N=12N,根據(jù)牛頓第三定律可知B對A的壓力為12N，C錯誤，A正B確；細(xì)線剪斷瞬間彈簧還沒有來得及恢復(fù)形變，彈力大小不變，即為30N，B錯誤；細(xì)線剪斷瞬間，整體的加速度相同，均為4m/s2，D錯誤.2.（2021.江西五校聯(lián)考）如圖所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m,物塊2、4質(zhì)量為M,兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為aa2、a3、a4.重力加速度大小為g,則有（）a】=a4=0a】=?=?=a4=gm+Ma=a2=g,a3=0，a4=Mgm+Mm+Ma1=g，a2=Mg，a3=0，a4=MgC在抽出木板的瞬時，物塊1、2與剛性輕桿接觸處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1=a2=g;而物塊3、4間的輕彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向