高考物理 第3章 牛頓運動定律 基礎(chǔ)課時7 牛頓第二定律 兩類動力學(xué)問題

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1、基礎(chǔ)課時基礎(chǔ)課時7牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題牛頓第二定律兩類動力學(xué)問題知識梳理知識梳理知識點一、牛頓第二定律單位制知識點一、牛頓第二定律單位制1.牛頓第二定律牛頓第二定律(1)內(nèi)容內(nèi)容物體加速度的大小跟作用力成物體加速度的大小跟作用力成_，跟物體的質(zhì)量成，跟物體的質(zhì)量成_。加速度的方向與加速度的方向與_方向相同。方向相同。(2)表達(dá)式：表達(dá)式：F_。(3)適用范圍適用范圍只適用于只適用于_參考系參考系(相對地面靜止或相對地面靜止或_運動的參考系運動的參考系)。只適用于只適用于_物體物體(相對于分子、原子相對于分子、原子)、低速運動、低速運動(遠(yuǎn)小于光遠(yuǎn)小于光速速)的情況。的情況。正比正比反比反

2、比作用力作用力ma慣性慣性勻速直線勻速直線宏觀宏觀2.單位制單位制(1)單位制單位制由由_和和_一起組成了單位制。一起組成了單位制。(2)基本單位基本單位_的單位。力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是的單位。力學(xué)中的基本量有三個，它們分別是_、_和和_，它們的國際單位分別是，它們的國際單位分別是_、_和和_。(3)導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位由由_根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位?；疚锢砹炕疚锢砹抠|(zhì)量質(zhì)量長度長度時間時間kgms基本單位基本單位基本單位基本單位導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位思考思考如圖如圖1所示，小強自己拉車子時，無論怎么用力也難以拉動，最后所示，小強自己拉

3、車子時，無論怎么用力也難以拉動，最后在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)。在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)。圖圖1(1)根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，為什么小強用根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，為什么小強用力拉車時車子不動呢？小強的拉力不產(chǎn)生加速度嗎？力拉車時車子不動呢？小強的拉力不產(chǎn)生加速度嗎？(2)小強和小紅一起用力的瞬間，車子是否馬上獲得加速度？是小強和小紅一起用力的瞬間，車子是否馬上獲得加速度？是否馬上獲得速度？否馬上獲得速度？知識點二、兩類動力學(xué)問題知識點二、兩類動力學(xué)問題1.動力學(xué)的兩類基本問題：動力學(xué)的兩類基本問題：第一類：已知受力情況求物體的第一類：已知受

4、力情況求物體的_。第二類：已知運動情況求物體的第二類：已知運動情況求物體的_。2.解決兩類基本問題的方法：解決兩類基本問題的方法：以以_為為“橋梁橋梁”，由運動學(xué)公，由運動學(xué)公式和式和_列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：運動情況運動情況受力情況受力情況加速度加速度牛頓第二定律牛頓第二定律思考思考如圖如圖2所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為m的物體在水平面上從速度的物體在水平面上從速度vA均勻減為均勻減為vB的過的過程中前進(jìn)的距離為程中前進(jìn)的距離為x。圖圖2(1)物體做什么運動？能求出它的加速度嗎？物體做什么運動？能求出它的加速度嗎？(2)物體受幾個力作用？能求出它受到的摩擦力嗎

5、？物體受幾個力作用？能求出它受到的摩擦力嗎？知識點三、超重和失重知識點三、超重和失重1.超重超重(1)定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦?_物體所物體所受重力的現(xiàn)象。受重力的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體具有產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度。的加速度。2.失重失重(1)定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦?_物體所物體所受重力的現(xiàn)象。受重力的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體具有產(chǎn)生條件：物體具有_的加速度。的加速度。3.完全失重完全失重(1)定義：物體對支持物的壓力定義：物體對支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力或?qū)?/p>

6、豎直懸掛物的拉力)_ 的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象。的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生條件：物體的加速度產(chǎn)生條件：物體的加速度a_，方向豎直向下。，方向豎直向下。大于大于向上向上小于小于向下向下等于零等于零g診斷自測診斷自測 1.(多選多選)下列說法正確的是下列說法正確的是()A.物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度，因此，加速度物體只有在受力的前提下才會產(chǎn)生加速度，因此，加速度的產(chǎn)生要滯后于力的作用的產(chǎn)生要滯后于力的作用B.Fma是矢量式，是矢量式，a的方向與的方向與F的方向相同，與速度方向無的方向相同，與速度方向無關(guān)關(guān)C.物體所受的合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定物體所受的合外力減小，加

7、速度一定減小，而速度不一定減小減小D.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)系了物理量間的單位關(guān)系答案答案BCD2.(2016江蘇南京一模江蘇南京一模)關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是關(guān)于超重和失重的下列說法中，正確的是()A.超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力超重就是物體所受的重力增大了，失重就是物體所受的重力減小了減小了B.物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運動的物體不受重力作用運動的物體不受重力作用C.物體具有向上的速

8、度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度物體具有向上的速度時處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時處于失重狀態(tài)時處于失重狀態(tài)D.物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生物體處于超重或失重狀態(tài)時，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化變化解析解析物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，超重和失重并非物體的重力發(fā)生變化，速度時處于失重狀態(tài)，超重和失重并非物體的重力發(fā)生變化，而是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，綜上而是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化，綜上所述，所述，A、B、C錯誤，錯誤，D正確。正確。

9、答案答案D3.(多選多選)關(guān)于力與運動的關(guān)系，下列說法正確的是關(guān)于力與運動的關(guān)系，下列說法正確的是()A.物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用B.物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用C.若物體的位移與時間的平方成正比，表示物體必受力的作用若物體的位移與時間的平方成正比，表示物體必受力的作用D.物體的速率不變，則其所受合力必為零物體的速率不變，則其所受合力必為零解析解析物體的速度不斷增大，表明物體有加速度，所以物體的速度不斷增大，表明物體有加速度，所以A正確；正確；物體勻速運動也會導(dǎo)致位移增大，故物體勻速運動

10、也會導(dǎo)致位移增大，故B錯誤；位移與時間的平錯誤；位移與時間的平方成正比表明物體在做加速運動，所以方成正比表明物體在做加速運動，所以C正確；若物體的速率正確；若物體的速率不變，但速度方向改變，則物體仍然有加速度，合力不為零，不變，但速度方向改變，則物體仍然有加速度，合力不為零，故故D錯誤。錯誤。答案答案AC4.如圖如圖3所示，質(zhì)量所示，質(zhì)量m10 kg的物體在水平面上向左運動，物的物體在水平面上向左運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與此同時物體受到一個，與此同時物體受到一個水平向右的推力水平向右的推力F20 N的作用，則物體產(chǎn)生的加速度是的作用，則物體產(chǎn)生的加速

11、度是(g取取10 m/s2)()圖圖3A.0 B.4 m/s2，水平向右，水平向右C.2 m/s2，水平向左，水平向左 D.2 m/s2，水平向右，水平向右答案答案B5.一個木塊以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面一個木塊以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上運動的上運動的vt圖象如圖圖象如圖4所示。已知重力加速度為所示。已知重力加速度為g，則根據(jù)圖，則根據(jù)圖象不能求出的物理量是象不能求出的物理量是()圖圖4A.木塊的位移木塊的位移B.木塊的加速度木塊的加速度C.木塊所受摩擦力木塊所受摩擦力D.木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)解析解析位移可由圖象與時間軸所圍

12、的面積求出，由位移可由圖象與時間軸所圍的面積求出，由vt圖線圖線的斜率可求出加速度的斜率可求出加速度a，由牛頓第二定律知，由牛頓第二定律知，ag，故動摩，故動摩擦因數(shù)擦因數(shù)也可求出，由于不知木塊的質(zhì)量，故不能求出木塊也可求出，由于不知木塊的質(zhì)量，故不能求出木塊所受摩擦力。所受摩擦力。答案答案C考點一牛頓第二定律的理解考點一牛頓第二定律的理解【例【例1】一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使其中一一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點的加速度大小

13、小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點的加速度大小a和和速度大小速度大小v的變化情況是的變化情況是()A.a和和v都始終增大都始終增大B.a和和v都先增大后減小都先增大后減小C.a先增大后減小，先增大后減小，v始終增大始終增大D.a和和v都先減小后增大都先減小后增大解析解析質(zhì)點受多個力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，則其中任意一個力質(zhì)點受多個力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，則其中任意一個力與其他各個力的合力等大反向。使其中一個力大小逐漸減小到與其他各個力的合力等大反向。使其中一個力大小逐漸減小到零的過程中，質(zhì)點受到的合力不斷增大且合力方向與這個力的零的過程中，質(zhì)點受到的合力不斷增大且合力方向與這個力的方向相反，質(zhì)點

14、做加速度不斷增大的變加速運動。當(dāng)這個力減方向相反，質(zhì)點做加速度不斷增大的變加速運動。當(dāng)這個力減小為零時，質(zhì)點的加速度達(dá)到最大值，此時速度增加得越快。小為零時，質(zhì)點的加速度達(dá)到最大值，此時速度增加得越快。當(dāng)這個力又沿原方向逐漸恢復(fù)的過程中，質(zhì)點受到的合力不斷當(dāng)這個力又沿原方向逐漸恢復(fù)的過程中，質(zhì)點受到的合力不斷減小，質(zhì)點的加速度也不斷減小，但加速度與速度仍同向，質(zhì)減小，質(zhì)點的加速度也不斷減小，但加速度與速度仍同向，質(zhì)點開始做加速度不斷減小的變加速運動。當(dāng)這個力恢復(fù)到原來點開始做加速度不斷減小的變加速運動。當(dāng)這個力恢復(fù)到原來大小時，質(zhì)點受到的合外力為零，加速度減小到零，質(zhì)點的速大小時，質(zhì)點受到的合

15、外力為零，加速度減小到零，質(zhì)點的速度達(dá)到最大值，度達(dá)到最大值，C正確。正確。答案答案C【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1.如圖如圖5所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住質(zhì)量為點并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動點，然后釋放，物體可以一直運動到到B點。如果物體受到的阻力恒定，則點。如果物體受到的阻力恒定，則()圖圖5A.物體從物體從A到到O先加速后減速先加速后減速B.物體從物體從A到到O做加速運動，從做加速運動，從O到到B做減速運動做減速運動C.物體運動到物體運動到O點時，所受合力為零點時，所受合力為零D.

16、物體從物體從A到到O的過程中，加速度逐漸減小的過程中，加速度逐漸減小解析解析物體從物體從A到到O，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合，初始階段受到的向右的彈力大于阻力，合力向右。隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由力向右。隨著物體向右運動，彈力逐漸減小，合力逐漸減小，由牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度牛頓第二定律可知，加速度向右且逐漸減小，由于加速度與速度同向，物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運動至同向，物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運動至AO間某點間某點(設(shè)為設(shè)為點點O)時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合力為零，加速度時，彈力減小到與阻力相等，物體所受合

17、力為零，加速度為零，速度達(dá)到最大。此后，隨著物體繼續(xù)向右運動，彈力繼續(xù)為零，速度達(dá)到最大。此后，隨著物體繼續(xù)向右運動，彈力繼續(xù)減小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃蟆Ｖ翜p小，阻力大于彈力，合力方向變?yōu)橄蜃?。至O點時彈力減為零，點時彈力減為零，此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O點后，合力點后，合力(加速度加速度)方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度方向向左且逐漸增大，由于加速度與速度反向，故物體做加速度逐漸增大的減速運動。綜合以上分析，只有選項逐漸增大的減速運動。綜合以上分析，只有選項A正確。正確。答案答案A考點二牛頓第二定律的瞬時性考點

18、二牛頓第二定律的瞬時性加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時加速度與合外力具有瞬時對應(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模型：變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：【例【例2】兩個質(zhì)量均為兩個質(zhì)量均為m的小球，用兩條輕繩連接，處的小球，用兩條輕繩連接，處于平衡狀態(tài)，如圖于平衡狀態(tài)，如圖6所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩所示?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩OA，讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球讓小球下落，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B的加速的加速度分別用度分別用a1和和a2表示，則表示，則()圖圖6A.a1g，a2gB.a10，a22gC.a1g，a20D.a1

19、2g，a20解析解析由于繩子張力可以突變，故剪斷由于繩子張力可以突變，故剪斷OA后小球后小球A、B只受重只受重力，其加速度力，其加速度a1a2g。故選項。故選項A正確。正確。答案答案A【拓展延伸】【拓展延伸】在在【例【例2】中只將中只將A、B間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他間的輕繩換成輕質(zhì)彈簧，其他不變，如圖不變，如圖7所示，則正確的選項是所示，則正確的選項是_。圖圖7解析解析剪斷輕繩剪斷輕繩OA后，由于彈簧彈力不能突變，故后，由于彈簧彈力不能突變，故小球小球A所受合力為所受合力為2mg，小球，小球B所受合力為零，所以所受合力為零，所以小球小球A、B的加速度分別為的加速度分別為a12g，a20。故選

20、項。故選項D正確。正確。答案答案D規(guī)律方法規(guī)律方法抓住抓住“兩關(guān)鍵兩關(guān)鍵”、遵循、遵循“四步驟四步驟”(1)分析瞬時加速度的分析瞬時加速度的“兩個關(guān)鍵兩個關(guān)鍵”：分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài)。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點。(2)“四個步驟四個步驟”：第一步：分析原來物體的受力情況。第一步：分析原來物體的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第二步：分析物體在突變時的受力情況。第三步：由牛頓第二定律列方程。第三步：由牛頓第二定律列方程。第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性。第四步：求出瞬時加速度

21、，并討論其合理性?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】2.如圖如圖8所示，物塊所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為質(zhì)量為m，物塊，物塊2、4質(zhì)量為質(zhì)量為M，兩個系統(tǒng)均，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)?，F(xiàn)將兩木板沿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的加速的加速度大小分別為度大小分別為a1、a2、a3、a4。重力加速度大小為。重力加速度大小為g，則有，則有()圖圖8答案答案C考點三動力學(xué)兩類基

22、本問題考點三動力學(xué)兩類基本問題1.解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵(1)兩類分析兩類分析物體的受力分析和物體的運動過程分析；物體的受力分析和物體的運動過程分析；(2)一個一個“橋梁橋梁”物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁。橋梁。2.解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法解決動力學(xué)基本問題時對力的處理方法(1)合成法：合成法：在物體受力個數(shù)較少在物體受力個數(shù)較少(2個或個或3個個)時一般采用時一般采用“合成法合成法”(2)正交分解法：正交分解法：若物體的受力個數(shù)較多若物體的受力個數(shù)較多(3個或個或3個以上個以上)，則采用，則采用“

23、正交分解正交分解法法”?！纠纠?】 (2016江蘇蘇北四市聯(lián)考江蘇蘇北四市聯(lián)考)如圖如圖9所示，在傾角所示，在傾角37的足夠長的固定斜面上，有一質(zhì)量的足夠長的固定斜面上，有一質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面的物體，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)0.2，物體受到沿平行于斜面方向向上的輕，物體受到沿平行于斜面方向向上的輕繩的拉力繩的拉力F9.6 N的作用，從靜止開始運動，經(jīng)的作用，從靜止開始運動，經(jīng)2 s繩子突然斷繩子突然斷了，求繩斷后經(jīng)多長時間物體速度的大小達(dá)到了，求繩斷后經(jīng)多長時間物體速度的大小達(dá)到22 m/s。(sin 370.6，取，取g10 m/s2)圖圖9讀題讀題完成運動過程

24、分析完成運動過程分析(1)物體在最初物體在最初2 s內(nèi)做內(nèi)做初速度為零的勻加速直線運動初速度為零的勻加速直線運動(第一個過程第一個過程)(2)繩子斷了以后，物體做繩子斷了以后，物體做勻減速直線運動到速度減為零勻減速直線運動到速度減為零(第二個第二個過程過程)(3)從最高點開始物體沿斜面向下做從最高點開始物體沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運初速度為零的勻加速直線運動動(第三個過程第三個過程)再讀題再讀題完成完成“大題小做大題小做”答案答案解析解析第一過程：在最初第一過程：在最初2 s內(nèi)內(nèi)，物體在物體在F9.6 N的拉力作用下，的拉力作用下，從靜止開始沿斜面做勻加速直線運動，受力分析如圖甲所示

25、。從靜止開始沿斜面做勻加速直線運動，受力分析如圖甲所示。甲甲沿斜面方向有沿斜面方向有Fmgsin 37Ffma1沿垂直斜面方向有沿垂直斜面方向有FNmgcos 37且且FfFN2 s末繩斷時，物體的瞬時速度末繩斷時，物體的瞬時速度v1a1t14 m/s第二過程：從撤去第二過程：從撤去F到物體繼續(xù)沿斜面向上運動達(dá)到速度為零的到物體繼續(xù)沿斜面向上運動達(dá)到速度為零的過程，設(shè)此過程物體運動時間為過程，設(shè)此過程物體運動時間為t2，加速度大小為加速度大小為a2乙乙沿斜面方向有沿斜面方向有mgsin 37Ffma2根據(jù)運動學(xué)公式得根據(jù)運動學(xué)公式得v1a2t2由由得得t20.53 s第三過程：第三過程：物體從

26、運動的最高點沿斜面下滑，設(shè)第三階段物體加速度大小為物體從運動的最高點沿斜面下滑，設(shè)第三階段物體加速度大小為a3,所需時間為所需時間為t3。由對物體的受力分析得由對物體的受力分析得mgsin 37Ffma3丙丙由運動學(xué)公式得由運動學(xué)公式得v3a3t3由由得得t35 s綜上所述，從繩斷到物體速度達(dá)到綜上所述，從繩斷到物體速度達(dá)到22 m/s所經(jīng)歷的總時間所經(jīng)歷的總時間tt2t30.53 s5 s5.53 s。答案答案5.53 s方法提煉方法提煉兩類動力學(xué)問題的解題步驟兩類動力學(xué)問題的解題步驟【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】3.(2016江西重點中學(xué)六校聯(lián)考江西重點中學(xué)六校聯(lián)考)如圖如圖10所示，一個豎直固

27、定在地所示，一個豎直固定在地面上的透氣圓筒，筒中有一勁度系數(shù)為面上的透氣圓筒，筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，其下端固定，的輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊，圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材的薄滑塊，圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料料ER流體，它對滑塊的阻力可調(diào)?；瑝K靜止時，流體，它對滑塊的阻力可調(diào)?；瑝K靜止時，ER流體流體對其阻力為零，此時彈簧的長度為對其阻力為零，此時彈簧的長度為L。現(xiàn)有一質(zhì)量也為?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m(可視可視為質(zhì)點為質(zhì)點)的物體在圓筒正上方距地面的物體在圓筒正上方距地面2L處自由下落，與滑塊碰撞處自由下落，與滑塊碰撞(碰撞時間極短碰撞時間極短)后粘在一起，

28、并以物體碰前瞬間速度的一半向后粘在一起，并以物體碰前瞬間速度的一半向下運動。下運動。ER流體對滑塊的阻力隨滑塊下移而變化，使滑塊做勻流體對滑塊的阻力隨滑塊下移而變化，使滑塊做勻減速運動，當(dāng)下移距離為減速運動，當(dāng)下移距離為d時，速度減小為物體與滑塊碰撞前瞬時，速度減小為物體與滑塊碰撞前瞬間速度的四分之一。取重力加速度為間速度的四分之一。取重力加速度為g，忽略空氣阻力，試求：，忽略空氣阻力，試求：圖圖10(1)物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大??；物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大?。?2)滑塊向下運動過程中的加速度大??；滑塊向下運動過程中的加速度大小；(3)當(dāng)下移距離為當(dāng)下移距離為d時，時，ER流體對滑塊的

29、阻力大小。流體對滑塊的阻力大小?？键c四對超重和失重的理解與應(yīng)用考點四對超重和失重的理解與應(yīng)用1.超重、失重和完全失重比較超重、失重和完全失重比較2.對超重和失重的進(jìn)一步理解對超重和失重的進(jìn)一步理解(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物體的重力依重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓旎驅(qū)覓煳锏睦ξ锏睦?發(fā)生了變化發(fā)生了變化(即即“視重視重”發(fā)生變化發(fā)生變化)。(2)只

30、要物體有向上或向下的加速度，物體就處于超重或失重只要物體有向上或向下的加速度，物體就處于超重或失重狀態(tài)，與物體向上運動還是向下運動無關(guān)。狀態(tài)，與物體向上運動還是向下運動無關(guān)。(3)盡管物體的加速度不是在豎直方向，但只要其加速度在豎盡管物體的加速度不是在豎直方向，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)。直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài)?！纠纠?】如圖如圖11所示是某同學(xué)站在力傳感器上，做下蹲所示是某同學(xué)站在力傳感器上，做下蹲起立起立的動作時記錄的力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力的動作時記錄的力隨時間變化的圖線，縱坐標(biāo)為力(單位為單位為N)，橫坐標(biāo)為時間橫坐標(biāo)為時間

31、(單位為單位為s)。由圖可知，該同學(xué)的體重約為。由圖可知，該同學(xué)的體重約為650 N，除此以外，還可以得到的信息有除此以外，還可以得到的信息有()圖圖11A.該同學(xué)做了兩次下蹲該同學(xué)做了兩次下蹲起立的動作起立的動作B.該同學(xué)做了一次下蹲該同學(xué)做了一次下蹲起立的動作，且下蹲后約起立的動作，且下蹲后約2 s起立起立C.下蹲過程中人處于失重狀態(tài)下蹲過程中人處于失重狀態(tài)D.下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)下蹲過程中人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)解析解析在在34 s下蹲過程中，先向下加速再向下減速，故人先下蹲過程中，先向下加速再向下減速，故人先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)；在處于失重狀態(tài)后處于超重

32、狀態(tài)；在67 s起立過程中，先向上起立過程中，先向上加速再向上減速，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項加速再向上減速，故人先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，選項A、C、D錯誤，錯誤，B正確。正確。答案答案B方法提煉方法提煉超重和失重現(xiàn)象判斷的超重和失重現(xiàn)象判斷的“三三”技巧技巧(1)從受力的角度判斷從受力的角度判斷：當(dāng)物體所受向上的拉力：當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力或支持力)大于大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)。零時處于完全失重狀態(tài)。(2)從加速度的角度判斷從加速度的角度判斷：當(dāng)物體具有向上的

33、加速度時處于超重：當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)。力加速度時處于完全失重狀態(tài)。(3)從速度變化的角度判斷從速度變化的角度判斷：物體向上加速或向下減速時，超重；物體向上加速或向下減速時，超重；物體向下加速或向上減速時，失重。物體向下加速或向上減速時，失重?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】4.(2014北京理綜，北京理綜，18)應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深

34、入。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出。對此現(xiàn)象分析正確的有正確的有()A.手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D.在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析解析物體由靜止開始向上運動時，物體和手掌先一起加速向物體由靜止開始

35、向上運動時，物體和手掌先一起加速向上，物體處于超重狀態(tài)，之后物體和手掌分離前，應(yīng)減速向上，上，物體處于超重狀態(tài)，之后物體和手掌分離前，應(yīng)減速向上，物體處于失重狀態(tài)，故物體處于失重狀態(tài)，故A、B均錯誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，均錯誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時物體的加速度等于重力加速度，選項物體只受重力，此時物體的加速度等于重力加速度，選項C錯錯誤；手和物體分離之前速度相同，分離之后手速度的變化量比誤；手和物體分離之前速度相同，分離之后手速度的變化量比物體速度的變化量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重物體速度的變化量大，物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度，所以選項力加速度，所

36、以選項D正確。正確。答案答案D1.下列實例屬于超重現(xiàn)象的是下列實例屬于超重現(xiàn)象的是()A.汽車駛過拱形橋頂端時汽車駛過拱形橋頂端時B.火箭點火后加速升空時火箭點火后加速升空時C.跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動時跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動時D.體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時解析解析發(fā)生超重現(xiàn)象時，物體的加速度方向豎直向上。汽車駛發(fā)生超重現(xiàn)象時，物體的加速度方向豎直向上。汽車駛過拱形橋頂端時，其向心加速度豎直向下指向圓心，汽車處于過拱形橋頂端時，其向心加速度豎直向下指向圓心，汽車處于失重狀態(tài)，失重狀態(tài)，A錯誤；火箭點火后加速升空，加速度

37、豎直向上，錯誤；火箭點火后加速升空，加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，處于超重狀態(tài)，B正確；跳水運動員離開跳板向上運動時，只正確；跳水運動員離開跳板向上運動時，只受重力，運動員處于完全失重狀態(tài)，受重力，運動員處于完全失重狀態(tài)，C錯誤；體操運動員握住錯誤；體操運動員握住單杠在空中不動時，運動員處于平衡狀態(tài)，單杠在空中不動時，運動員處于平衡狀態(tài)，D錯誤。錯誤。答案答案B2.如圖如圖12所示，水平面上所示，水平面上B點左側(cè)是光滑的，點左側(cè)是光滑的，B點右側(cè)是粗糙的，點右側(cè)是粗糙的，把質(zhì)量為把質(zhì)量為m1和和m2的兩個小物塊的兩個小物塊(可看作質(zhì)點可看作質(zhì)點)放在放在B點左側(cè)的光滑點左側(cè)的光滑水平面上，相距

38、水平面上，相距L，它們以相同的速度向右運動，先后進(jìn)入表面，它們以相同的速度向右運動，先后進(jìn)入表面粗糙的水平面，最后停止運動。它們與粗糙水平面間的動摩擦粗糙的水平面，最后停止運動。它們與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)相同。靜止后兩個小物塊間的距離為因數(shù)相同。靜止后兩個小物塊間的距離為x，則有，則有()圖圖12A.若若m1m2，則，則xLB.若若m1m2，則，則xLC.若若m1m2，則，則xLD.無論無論m1、m2的大小關(guān)系如何，都有的大小關(guān)系如何，都有x0解析解析根據(jù)牛頓第二定律可知，兩個小物塊在根據(jù)牛頓第二定律可知，兩個小物塊在B點右側(cè)運動時點右側(cè)運動時的加速度相同，即的加速度相同，即ag，而且兩個

39、小物塊到達(dá)，而且兩個小物塊到達(dá)B點時的速度點時的速度相同，又相同，又v22ax，那么它們在，那么它們在B點右側(cè)粗糙的水平面上的位移點右側(cè)粗糙的水平面上的位移相同。所以無論相同。所以無論m1、m2的大小關(guān)系如何，都有的大小關(guān)系如何，都有x0。答案答案D3.如圖如圖13所示，所示，A、B兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為兩球質(zhì)量相等，光滑斜面的傾角為，圖甲，圖甲中，中，A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連，兩球用輕質(zhì)桿相連，系統(tǒng)靜止時，擋板系統(tǒng)靜止時，擋板C與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有則在突

40、然撤去擋板的瞬間有()圖圖13A.兩圖中兩球加速度均為兩圖中兩球加速度均為gsin B.兩圖中兩圖中A球的加速度均為零球的加速度均為零C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零圖乙中輕桿的作用力一定不為零D.圖甲中圖甲中B球的加速度是圖乙中球的加速度是圖乙中B球加速度的球加速度的2倍倍解析解析撤去擋板前，擋板對撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為球的彈力大小為2mgsin ，因彈簧，因彈簧彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲彈力不能突變，而桿的彈力會突變，所以撤去擋板瞬間，圖甲中中A球所受合力為零，加速度為零，球所受合力為零，加速度為零，B球所受合力為球所受合力為2mgsin ，加速度為

41、加速度為2gsin ；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，；圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?，A、B球所受合力球所受合力均為均為mgsin ，加速度均為，加速度均為gsin ，可知只有，可知只有D正確。正確。答案答案D4.如圖如圖14所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為M的框架放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧上的框架放在水平地面上，一輕質(zhì)彈簧上端固定在框架上，下端拴著一質(zhì)量為端固定在框架上，下端拴著一質(zhì)量為m的小球，小球上下振動的小球，小球上下振動時，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對地面的壓力為零的瞬間，小時，框架始終沒有跳起，當(dāng)框架對地面的壓力為零的瞬間，小球的加速度大小為球的加速度大小為()圖圖14答案答案C5.(2016江蘇南京模擬

42、江蘇南京模擬)如圖如圖15為一條平直公路中的兩段，其中為一條平直公路中的兩段，其中A點左邊的路段為足夠長的柏油路面，點左邊的路段為足夠長的柏油路面，A點右邊路段為水泥路面。點右邊路段為水泥路面。已知汽車輪胎與柏油路面的動摩擦因數(shù)為已知汽車輪胎與柏油路面的動摩擦因數(shù)為1，與水泥路面的動，與水泥路面的動摩擦因數(shù)為摩擦因數(shù)為2。當(dāng)汽車以速度。當(dāng)汽車以速度v0沿柏油路面行駛時，若剛過沿柏油路面行駛時，若剛過A點點時緊急剎車后時緊急剎車后(車輪立即停止轉(zhuǎn)動車輪立即停止轉(zhuǎn)動)，汽車要滑行一段距離到，汽車要滑行一段距離到B處處才能停下；若該汽車以速度才能停下；若該汽車以速度2v0在柏油路面上行駛，突然發(fā)現(xiàn)在

43、柏油路面上行駛，突然發(fā)現(xiàn)B處有障礙物，需在處有障礙物，需在A點左側(cè)的柏油路段上某處緊急剎車，若最點左側(cè)的柏油路段上某處緊急剎車，若最終汽車剛好撞不上障礙物，求：終汽車剛好撞不上障礙物，求：(重力加速度為重力加速度為g)。圖圖15(1)水泥路面水泥路面AB段的長度；段的長度；(2)在第二種情況下汽車運動了多長時間才停下？在第二種情況下汽車運動了多長時間才停下？解析解析(1)水泥路面上運動的加速度為水泥路面上運動的加速度為a1，則，則2mgma1小結(jié)巧記小結(jié)巧記1個定律個定律牛頓第二定律牛頓第二定律2個概念個概念超重、失重超重、失重1種方法種方法解決動力學(xué)問題的基本方法解決動力學(xué)問題的基本方法1種思想方法種思想方法整體法與隔離法整體法與隔離法2種模型種模型剛性繩模型、彈簧模型剛性繩模型、彈簧模型3個熱點個熱點牛頓第二定律的理解、牛頓第二定律的瞬時性問牛頓第二定律的理解、牛頓第二定律的瞬時性問題、動力學(xué)的兩類基本問題題、動力學(xué)的兩類基本問題