江苏省建湖县第二中学高三物理一轮复习导学案 ：牛顿

高三物理一轮复习导学案
三、牛顿运动定律（3）
【课题】牛顿第二定律的应用（一）
【导学目标】
1、进一步加深对牛顿定律的理解
2、会运用牛顿第二定律处理连接体和超、失重问题
【知识要点】
一、超重和失重
1、当系统的加速度竖直向上时（向上加速运动或向下减速运动）发生“超重”现象，超出的部分是ma；当系统的加速度竖直向下时（向下加速运动或向上减速运动）发生“失重”现象，失去的部分是ma；当竖直向下的加速度是g时（自由落体运动或处于绕地球做匀速圆周运动的飞船里）发生“完全失重”现象。

2、不管物体处于失重还是超重状态，物体本身的重力并没有改变，而是对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）不等于物体本身的重力。

3、在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受到浮力、液体柱不再产生向下的压强等。

二、多过程问题
处理多过程问题时要注意的两个问题
1、任何多过程的复杂问题都是由很多简单的小过程构成的，上一过程的末态是下一过程的初态。

对每一个过程分析后，列式求解。

2、注意两个过程的连接处，加速度可能突变，但速度不会突变。

速度是联系前后运动的桥梁。

【典型剖析】
[例1]某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重秤的示数.（表内时间不表示先后顺序）
若已知t 0时刻电梯静止，则下列说法错误的是 （ ） A ．t 1和t 2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化； B ．t 1和t 2时刻电梯的加速度方向一定相反；
C ．t 1和t 2时刻电梯的加速度大小相等，运动方向不一定相反；
D ．t 3时刻电梯可能向上运动
[例2] 在探究超重和失重规律时，某体重为G 的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。

传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F 随时间t 变化的图象，则下列图象中
）
[例3]如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块；木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块
对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为( )．
A ．加速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降
[例4] 质量为m=4kg 的小物块静止于水平地面上的A 点，现用F=10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B 点，A 、B 两点相距x=20m ，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10m/s 2
,，求：
(l ）物块在力F 作用过程发生位移x l 的大小： (2）撤去力F 后物块继续滑动的时间t 。

G A
B
C
D
O
[例5]如图甲所示，一物块在t=0时刻，以初速度v0=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图象如图乙所示，t=0.5s时刻物块到达最高点，t=1. 5s时刻物块又返回底端．求：
（1）物块上滑和下滑的加速度大小a1，、a2；
（2）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ，
[例6]滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下．为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速．为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端B点，在水平滑道上继续滑行直至停止．已知游客和滑沙车的总质量m=70kg，倾斜滑道AB长L AB=128m，倾角θ=37°，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5．滑沙车经过B点前后的速度大小不变，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．
(1)求游客匀速下滑时的速度大小．
(2)求游客匀速下滑的时间．
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m，
则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多大的水平制动力?
【训练设计】
1、如图甲所示，轻弹簧一端竖直固定在水平地面上，其正上方有一个物块，物块从高处自由下落到弹簧的上端O 处，将弹簧压缩了x 0时，物块的速度变为零．从物块与弹簧接触开始，在图乙中能正确反映物块加速度的大小随下降的位移x 变化的图象可能是（ ）
2、如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为10cm ，运动时弹簧伸长量为9cm ，则升降机的运动状态可能是（g=10m/s2）
( )
A.以a=1m/s2的加速度加速上升；
B.以a=1m/s2的加速度加速下降；
C.以a=9m/s2的加速度减速上升；
D.以a=9m/s2的加速度减速下降
3、将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v t 图像如图所示。

以下判断正确的是（ ） A ．前3s 内货物处于超重状态 B ．最后2s 内货物只受重力作用
C ．前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同
D ．第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒
4、如图所示，一个放置在水平地面上的木块，其质量为m=2kg ，受到一个斜向下的、与水平方向成37o
角的推力F=10N 的作用，使木块从静止开始运动，运动2.4m 的距离后撤去推力，若木块与地面间的动摩擦因数μ=0.1。

求：（已知sin370
=0.6
，
cos370
=0.8，361296 ）
（1）撤去推力F 瞬间，物体的速度。

（2）撤去推力F 后4s 内，物体的位移。

(g=10m/s 2
)
5、如甲图所示，长为4m 的水平轨道AB 与倾角为37°的足够长斜面BC 在B 处连接，有一质量为2kg 的滑块，从A 处由静止开始受水平向右的力F 作用，F 按乙图所示规律变化，滑块与AB 和BC 间的动摩擦因数均为0.25，重力加速度g 取l0m ／s 2．求： （1）滑块第一次到达B 处时的速度大小；
（2）不计滑块在B 处的速率变化，滑块到达B 点时撤去力F ，滑块冲上斜面，滑块最终静止的位置与B 点的距离．（sin37°=0．6）。