牛顿运动三大定律的应用

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牛顿运动定律应用（一）

瞬时问题与动态分析 超重与失重

要点精析

要点一 瞬时问题

1.如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略不计.

当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应为 ( )

A.甲是0,乙是g

B.甲是g,乙是g

C.甲是0,乙是0

D.甲是2

g ,乙是g 答案 B 要点二 动态分析

2.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让小 物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是 ( )

A.物体从A 到B 速度越来越大,从B 到C 速度越来越小

B.物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变

C.物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动

D.物体在B 点受合外力为零

答案 C

要点三 超重与失重

3.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是 ( )

A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态

B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态

C.荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态

D.“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇宙员处于完全失重状态 答案 D

题型探究

题型1 瞬时问题

【例1】如图如图(a)所示,一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上,L 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态.

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(1)现将图(a)中L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度.

(2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图(b)所示,求剪断L2瞬间物体的加速度.

答案 (1)gsinθ (2)gtanθ

题型2 程序法分板牙动态问题

【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是 ( )

答案 A

题型3 超重与失重观点解题

【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个

电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G.

当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,台秤的示数将( )

A.不变

B.变大

C.变小

D.忽大忽小

答案 B

题型4 运动建模

【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射,由火箭传来的无线电信息表明:从火箭发射时的一段时间t内(火箭喷气过程),火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有时间内,火箭里的物体处于失重状态,问从火箭发射到落回行星表面经过多长时间?

(行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计)

跟踪训练

1.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回.若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( )

A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化

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B.P 的加速度大小不断变化,但方向只改变一次

C.P 的加速度大小不断改变,当加速度数值最大时,速度最小

D.有一段过程,P 的加速度逐渐增大,速度也逐渐增大

2.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) 时间 t 0 t 1

t 2 t 3 体重秤示数/kg 45.0 50.0

40.0 45.0 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

答案 A

3.细绳拴一个质量为m 的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球

与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示.(已知cos 53°=0.6, sin 53°=0.8)以下说法正确的是 ( )

A.小球静止时弹簧的弹力大小为5

3

mg

B.小球静止时细绳的拉力大小为53mg

C.细线烧断瞬间小球的加速度立即为g

D.细线烧断瞬间小球的加速度立即为53g

4.如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端

悬空.为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆顶部装有一拉力传感器,可显

示杆顶端所受拉力的大小.现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始

滑下,5 s 末滑到杆底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点,

传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g 取10 m/s 2.求:

(1)该学生下滑过程中的最大速率.

(2)滑杆的长度.