第2讲 牛顿第二定律的应用
知识排查
知识点一 超重与失重现象 1.超重
(1)定义：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。 (2)产生条件：物体具有向上的加速度。 2.失重
(1)定义：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。 (2)产生条件：物体具有向下的加速度。 3.完全失重
(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象。 (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。 知识点二 两类动力学问题 1.动力学的两类基本问题：
第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法：以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：
小题速练
1.思考判断
(1)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度。( )
(2)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。( ) (3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。( )
(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。( ) (5)物体所受合外力减小，加速度一定减小，速度也一定减小。( )
答案 (1) √ (2) √ (3) × (4) × (5) ×
2.(多选)某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于
G，由此判断此时电梯的运动状态可能是( )
A.加速下降 C.减速下降
B.加速上升 D.减速上升
解析 测力计的示数减小，砝码所受的合力方向向下，则加速度向下，砝码处于失重状态，而速度方向可能向上，也可能向下，所以电梯可能的运动状态是减速上升或加速下降，选项A、D正确。 答案 AD
3.在儿童蹦极游戏中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳，质量为m的小明如图1所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg。若此时小明左侧橡皮绳断裂，则此时小明的( )
图1
A.加速度为零，速度为零
B.加速度a＝g，方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下 C.加速度a＝g，方向沿未断裂橡皮绳的方向斜向上 D.加速度a＝g，方向竖直向下
解析 根据题意，腰间左右两侧的橡皮绳的弹力等于重力。小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时所受合力方向沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，大小等于mg，所以小明的加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，选项B正确。 答案 B
4.一物块从固定斜面底端沿倾角为θ的斜面上滑，到达最大高度后又返回斜面底端。已知物块下滑的时间是上滑时间的2倍，则物块与斜面间的动摩擦因数为( ) 1
A.tan θ 33
C.tan θ 5
1
B.tan θ 2 D.tan θ
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解析 物块沿斜面上滑时的加速度大小a1＝gsin θ＋μgcos θ，则x＝a1t；物块沿斜面下
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滑时的加速度大小a2＝gsin θ－μgcos θ，则x＝a2(2t)，联立解得μ＝tan θ，选项C
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正确。 答案 C
超重和失重问题
1.判断超重和失重现象的三个角度 从受力的角度判断 从加速度的角度判断 从速度变化的角度判断 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 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 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 2.对超重和失重的“三点”深度理解 (1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。 (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失。
(3)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。
1.(多选)(2019·山西怀仁一中月考)电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为6 N, 关于电梯的运动(如图2所示)，以下说法正确的是(g取10 m/s) ( )
2
图2
A.电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为4 m/s
解析 电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，知重物的重力等于10 N，在某时刻电梯
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2021届高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律的应用教学案沪科版
