牛顿第二定律的综合应用

水平面上运动的v－t图象如图1所示。已知重力加速度为
g，则根据图象不能求出的物理量是
()
A．木块的位移
图1
B．木块的加速度
C．木块所受摩擦力
D．木块与桌面间的动摩擦因数
强基固本 考点突破
解析 位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由v－t图线 的斜率可求出加速度a，由牛顿第二定律知，a＝μg，故动摩 擦因数μ也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块 所受摩擦力。 答案 C
簧处于伸长状态且物块与箱底间有压力。若
在某段时间内，物块对箱底刚好无压力，则 图2
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) 等于零 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。
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知识点二、动力学的两类基本问题 1．已知受力情况求物体的 运动情况 。 2．已知运动情况求物体的 受力情况 。
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汽车所受合力的大小为 F＝2 000 N
①
由牛顿第二定律得 F＝ma
②
联立①②得 a＝2 m/s2
汽车减速到停止所需时间 t＝va＝5 s 汽车行驶的路程 x＝12vt＝25 m
答案 C
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考点一 超重、失重现象 超重、失重现象的实质是物体的实重与视重相比发生了变 化：视重比实重大了，物体处于超重状态；视重比实重小 了，物体处于失重状态。在超重、失重现象中物体的重力 并没有发生变化。
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解析 手托物体抛出的过程，必有一段加速过程，其后可以 减速，可以匀速，当手和物体匀速运动时，物体既不超重也 不失重；当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，选项 A错误；物体从静止到运动，必有一段加速过程，此过程物 体处于超重状态，选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体 只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，选项C错误； 手和物体分离之前速度相同，分离之后手速度的变化量比物 体速度的变化量大，物体离开手的瞬间，手的加速度大于重 力加速度，所以选项D正确。 答案 D
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5．质量为1吨的汽车在平直公路上以10 m/s的速度匀速行驶， 阻力大小不变。从某时刻开始，汽车牵引力减少2 000 N， 那么从该时刻起经过6 s，汽车行驶的路程是 () A．50 m B．42 m C．25 m D．24 m
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解析 汽车匀速运动时 F 牵＝Ff，当牵引力减小 2 000 N 时，即
失重状态
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解析 物体有向上的加速度处于超重状态，有向下的加速度 处于失重状态，A项错误；飞船返回地面时有向上的加速度， 处于超重状态，C项错误；物块上滑的过程有向下的加速度， 物块处于失重状态，D错误。 答案 B
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题组二 动力学两类基本问题
3．质量为 1 kg 的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加
2．下列关于超重和失重的说法正确的是
()
A．游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重
状态
B．跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短wk.baidu.com间内
处于超重状态
C．飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返
回地面过程中处于失重状态
D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处
于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于
第3课时 牛顿第二定律的综合应用
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[知 识 梳 理] 知识点一、超重和失重 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。
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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。
D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不
发生变化
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解析 物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的 加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变 化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化， 综上所述，A、B、C均错，D正确。 答案 D
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判断超重和失重现象的方法 物体处于超重状态，还是失重状态，取决于加速度的方向， 而不是速度的方向。只要加速度有竖直向上的分量，物体就 处于超重状态；只要加速度有竖直向下的分量，物体就处于 失重状态。
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【变式训练】
1．(多选)如图2所示，木箱顶端固定一竖直放置 的弹簧，弹簧下方有一物块，木箱静止时弹
速直线运动，它在 t s 内的位移为 x m，则 F 的大小为(单位
为 N)
()
2x 2x
2x
2x
A. t2 B.2t－1 C.2t＋1 D.t－1
解析 由牛顿第二定律 F＝ma 与 x＝12at2， 得出 F＝2mt2x＝2t2x。 答案 A
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4．一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在
[题 组 自 测] 题组一 超重、失重的理解
1．关于超重和失重的下列说法中，正确的是
()
A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的 重力减小了
B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由
落体运动的物体不受重力作用
C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的 速度时处于失重状态
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【例1】 (2014·北京卷，18)应用物理知识分析生活中的常见 现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托 起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对 此现象分析正确的有 () A.手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态 B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态 C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度 D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度
思维深化
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)超重时物体的重力大于mg。
()
(2)失重时物体的重力小于mg。
()
(3)物体处于完全失重状态时，重力消失。
()
(4)物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与速度
方向无关。
()
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
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