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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題3.2牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問題精講深剖
1.（xx新課標(biāo)Ⅱ 24）24.（12分）為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1（s1
2 m)時(shí)的速度大小為多少？
【答案】(1)0.5 (2)2 m/s
【解析】(1)A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力等于推力，即Ff＝F1cos θ＝40 N
μ＝＝＝0.5
(2)先將重力及向上的推力合成后，將二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：
在沿斜面方向有：(F2－mg)cos θ－Ff1＝ma；
在垂直斜面方向上有：FN＝(F2－mg)sin θ；
則Ff1＝μ(F2－mg)sin θ
解得：a＝1 m/s2
x＝at2
解得t＝2 s
v＝at＝2 m/s.
關(guān)于瞬時(shí)問題的拓展深化
瞬時(shí)問題是指分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度問題，是高考考查的熱點(diǎn)問題之一，其求解的關(guān)鍵在于分析瞬時(shí)前后物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度．此類問題往往對(duì)應(yīng)下列三種模型：
內(nèi)容
輕繩(細(xì)線)
輕桿
輕彈簧
模型的建立
不計(jì)質(zhì)量，只能產(chǎn)生拉力，勁度系數(shù)很大，可看成不可伸長
不計(jì)質(zhì)量，可提供拉力、壓力或不沿桿的力，勁度系數(shù)很大，可看成不可伸長或壓縮
可以被拉伸或壓縮，彈力大小與彈簧的形變量有關(guān)(彈性限度內(nèi))
模型的特點(diǎn)
各處張力大小相等，方向沿繩收縮方向，瞬時(shí)問題中其彈力發(fā)生突變
各處彈力大小相等，但方向不一定沿桿方向，瞬時(shí)問題中其彈力發(fā)生突變
各處彈力大小相等，方向與形變方向相反，瞬時(shí)問題中其彈力大小不變
【例1】如圖10所示，兩輕質(zhì)彈簧a、b懸掛一質(zhì)量為m的小鐵球，小鐵球處于平衡狀態(tài)，a彈簧與豎直方向成30角，b彈簧水平，a、b兩彈簧的勁度系數(shù)分別為k1、k2，重力加速度為g，則下列說法正確的是( )
圖10
A．a(chǎn)彈簧的伸長量為
B．a(chǎn)、b兩彈簧的伸長量的比值為
C．若彈簧b的左端松脫，則松脫瞬間小鐵球的加速度為
D．若彈簧a的下端松脫，則松脫瞬間小鐵球的加速度為g
【答案】B
【例2】如圖11所示，A、B、C三球的質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端，另一端與A球相連，A、B間用一個(gè)輕桿連接，B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接．傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，在細(xì)線被燒斷后瞬間，下列說法正確的是( )
圖11
A．B球的受力情況未變，加速度為零
B．A、B兩個(gè)小球的加速度均沿斜面向上，大小均為gsin θ
C．A、B之間桿的拉力大小為2mgsin θ
D．C球的加速度沿斜面向下，大小為2gsin θ
【答案】B
【解析】細(xì)線燒斷前，ABC作為一個(gè)整體，沿斜面方向受力分析得彈簧彈力F＝3mgsin θ，對(duì)C受力分析，沿斜面方向細(xì)線拉力FT＝mgsin θ，細(xì)線燒斷瞬間，彈簧形變量不會(huì)變化，彈力不變，對(duì)C受力分析，沒有
（四）知識(shí)還原
一、牛頓第二定律
1．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．
2．表達(dá)式：F＝ma，F(xiàn)與a具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系．
3．力學(xué)單位制
(1)單位制：由基本單位和導(dǎo)出單位共同組成．
(2)基本單位：基本物理量的單位．力學(xué)中的基本物理量有三個(gè)，分別是質(zhì)量、時(shí)間和長度，它們的國際單位分別是千克(kg)、秒(s)和米(m)．
(3)導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．
深度思考 判斷下列說法是否正確．
(1)物體所受合外力越大，加速度越大．(√)
(2)物體所受合外力越大，速度越大．()
(3)物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的速度逐漸減?。?)
(4)物體的加速度大小不變一定受恒力作用．()
二、動(dòng)力學(xué)兩類基本問題
1．動(dòng)力學(xué)兩類基本問題
(1)已知受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況．
(2)已知運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況．
2．解決兩類基本問題的方法
以加速度為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：
【深度思考】如圖1所示，質(zhì)量為m的物體在水平面上由速度vA均勻減為vB的過程中前進(jìn)的距離為x.
圖1
(1)物體做什么運(yùn)動(dòng)？能求出它的加速度嗎？
(2)物體受幾個(gè)力作用？能求出它受到的摩擦力嗎？
【答案】(1)勻減速直線運(yùn)動(dòng) 能，由v－v＝2ax可得
(2)受重力、支持力和摩擦力 由Ff＝ma，可求摩擦力
三、超重和失重
1．超重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象．
(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度．
2．失重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象．
(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度．
3．完全失重
(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)等于0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a＝g，方向豎直向下．
4．實(shí)重和視重
(1)實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力，它與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．
(2)視重：當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí)，物體對(duì)彈簧測力計(jì)的拉力或?qū)ε_(tái)秤的壓力將不等于物體的重力．此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)或臺(tái)秤的示數(shù)即為視重．
5．情景拓展(如圖2所示)
圖2
1．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減小了
B．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，所以做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體不受重力作用
C．物體具有向上的速度時(shí)處于超重狀態(tài)，物體具有向下的速度時(shí)處于失重狀態(tài)
D．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，物體的重力始終存在且不發(fā)生變化
【答案】D
【解析】超重是物體對(duì)接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力，物體的重力并沒有增加，故A、B、C錯(cuò)誤．物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，其重力都沒有變化．故D正確．
2．水平路面上質(zhì)量是30 kg的手推車，在受到60 N的水平推力時(shí)做加速度為1.5 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)．如果撤去推力，車的加速度的大小是多少？(g＝10 m/s2)
【答案】0.5 m/s2
3．交通警察在處理交通事故時(shí)，有時(shí)會(huì)根據(jù)汽車在路面上留下的剎車痕跡來判斷發(fā)生事故前汽車是否超速．在限速為40 km/h的大橋路面上，有一輛汽車緊急剎車后仍發(fā)生交通事故，交通警察在現(xiàn)場測得該車在路面的剎車痕跡為12 m．已知汽車輪胎與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，請(qǐng)判斷這輛汽車是否超速．(g取10 m/s2)
【答案】超速
【解析】選取初速度方向?yàn)檎较颍瑒t
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