專題06牛頓運動定律的應用1.掌握動力學兩類基本問題的求解方法.2.會利用牛頓第二定律對超重、失重、瞬時加速度問題進行分析計算．考點一瞬時問題1．兩種模型加速度與合外力具有因果關系，二者總是同時產生、同時變化、同時消失，當物體所受合外力發生變化時，加速度也隨著發生變化，而物體運動的速度不能發生突變．2．解題思路eq\x(分析瞬時變化前物體的受力情況)→eq\x(分析瞬時變化后哪些力變化或消失)→eq\x(求出變化后物體所受合力根據牛頓第二定律列方程)→eq\x(求瞬時加速度)剪斷繩子或撤去外力后，兩物體用輕桿連接，采用整體法，得出整體的加速度，再隔離單個物體分析；兩物體用輕繩連接，可假設繩子有力(繩子繃直)采用先整體后隔離的方法，判斷假設是否成立，從而得出正確的結論．【典例1】（2019·天津市紅橋區教師發展中心高三期末）如圖所示，A和B的質量分別是1kg和2kg，彈簧和懸線的質量不計，在A上面的懸線燒斷的瞬間（）A．A的加速度等于2g B．A的加速度等于gC．B的加速度為零 D．B的加速度為g【典例2】（2020·甘肅·天祝藏族自治縣第二中學高三期中）如圖所示，一根彈簧一端固定在左側豎直墻上，另一端連著A小球，同時水平細線一端連著A球，另一端固定在右側豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端。開始時A、B兩球都靜止不動，A、B兩小球的質量相等，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在水平細線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為（）A．aA＝aB＝gB．aA＝2SKIPIF1<0g，aB＝0C．aA＝SKIPIF1<0g，aB＝0D．aA＝2g，aB＝g考點二超重和失重問題1．超重(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現象．(2)產生條件：物體具有向上的加速度．2．失重(1)定義：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現象．(2)產生條件：物體具有向下的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對支持物(或懸掛物)完全沒有作用力的現象稱為完全失重現象．(2)產生條件：物體的加速度a＝g，方向豎直向下．4．實重和視重(1)實重：物體實際所受的重力，它與物體的運動狀態無關．(2)視重：當物體在豎直方向上有加速度時，物體對彈簧測力計的拉力或對臺秤的壓力將不等于物體的重力．此時彈簧測力計的示數或臺秤的示數即為視重．1．判斷超重和失重的方法(1)從受力的角度判斷當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態；小于重力時，物體處于失重狀態；等于零時，物體處于完全失重狀態．(2)從加速度的角度判斷當物體具有向上的(分)加速度時，物體處于超重狀態；具有向下的(分)加速度時，物體處于失重狀態；向下的加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態．2．對超重和失重現象的理解(1)發生超重或失重現象時，物體所受的重力沒有變化，只是壓力(或拉力)變大或變小了(即“視重”變大或變小了)．(2)在完全失重的狀態下，一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力作用、液柱不再產生壓強等．【典例3】（2022·河北·模擬預測）某人乘電梯從10樓到1樓，從電梯啟動到停在1樓的過程，經歷了勻加速、勻速和勻減速三個階段。電梯在這三個連續的運動階段中，該人所受的重力和他對電梯地板的壓力相比較，其大小關系分別是（）A．重力大于壓力，重力等于壓力，重力小于壓力B．重力小于壓力，重力等于壓力，重力大于壓力C．重力大于壓力，重力小于壓力，重力小于壓力D．重力小于壓力，重力小于壓力，重力大于壓力【典例4】（2021·河南省杞縣高中模擬預測）如圖所示，某同學抱著箱子做蹲起運動研究超重和失重現象，在箱內的頂部和底部均安裝有壓力傳感器。兩質量均為2SKIPIF1<0的物塊用輕彈簧連接分別抵住傳感器。當該同學抱著箱子靜止時，頂部的壓力傳感器顯示示數SKIPIF1<0。重力加速度g取10SKIPIF1<0。不計空氣阻力，則（）A．箱子靜止時，底部壓力傳感器顯示示數SKIPIF1<0B．當SKIPIF1<0時，箱子處于失重狀態，人可能抱著箱子下蹲C．當SKIPIF1<0時，箱子處于超重狀態，人可能抱著箱子向上站起D．若箱子保持豎直從高處自由釋放，運動中兩個壓力傳感器的示數均為30N考點三動力學兩類基本問題1．動力學問題的解題思路2．解題關鍵(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析；(2)兩個橋梁——加速度是聯系運動和力的橋梁；連接點速度是聯系各物理過程的橋梁．等時圓模型1．質點從豎直圓環上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓環的最低點所用時間相等，如圖甲所示；2．質點從豎直圓環上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖乙所示；3．兩個豎直圓環相切且兩環的豎直直徑均過切點，質點沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示．.【典例5】（2022·湖北·恩施市第一中學模擬預測）傾角為SKIPIF1<0的斜面固定在水平地面上，在與斜面共面的平面上方A點伸出三根光滑輕質細桿至斜面上B、C、D三點，其中AC與斜面垂直，且SKIPIF1<0，現有三個質量均為SKIPIF1<0的小圓環（看作質點）分別套在三根細桿上，依次從A點由靜止滑下，滑到斜面上B、C、D三點所有時間分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，下列說法正確的是（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【典例6】（2022·河北·模擬預測）三個表面粗糙程度不同的木板A、B、C質量均為m，它們疊放在一起置于光滑的水平面上，木板A、B之間的動摩擦因數為SKIPIF1<0，木板B、C之間的動摩擦因數為SKIPIF1<0，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。現用水平向右的力F推木板A，下列說法正確的是（）A．若SKIPIF1<0，A與B會相對靜止，但B與C相對滑動B．若SKIPIF1<0，A與B會相對滑動，但B與C相對靜止C．若SKIPIF1<0，A與B會相對滑動，B與C也相對滑動D．若SKIPIF1<0，A與B會相對靜止，但B與C相對滑動【典例7】2020年12月，嫦娥五號成功將采集的月球土壤樣品送回地球．探測器在取樣過程中，部分土壤采用了鉆具鉆取的方式采集，并沿豎直方向運送到月球表面．嫦娥五號所配備的鉆桿具有獨特的空心結構，具有收集土壤的作用，假設采集時鉆桿頭部深入月表h＝2m深處，已采集到m＝500g此深處的月壤，從靜止開始豎直向上回收，15s后鉆桿頭部上升至月球表面，速度恰好為零，此過程可簡化成勻加速、勻速、勻減速三個階段，上升最大速度是v＝20cm/s，已知月球表面的重力加速度為1.63m/s2，求：(1)上升過程中勻速運動的時間t；(2)若上述過程中勻加速和勻減速階段加速度的大小相同，求三個階段鉆桿對采樣月壤的作用力F的大小(保留三位有效數字)．一、單選題1.（2022·全國·高三專題練習）中國高速鐵路最高運行時速350km，被譽為中國“新四大發明”之一。幾年前一位來中國旅行的瑞典人在網上發了一段視頻，高速行駛的列車窗臺上，放了一枚直立的硬幣，如圖所示。在列車行駛的過程中，硬幣始終直立在列車窗臺上，直到列車轉彎的時候，硬幣才倒下。這一視頻證明了中國高鐵極好的穩定性。關于這枚硬幣，下列判斷正確的是（）A．硬幣直立過程中，列車一定做勻速直線運動B．硬幣直立過程中，一定只受重力和支持力，處于平衡狀態C．硬幣直立過程中，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用D．列車加速或減速行駛時，硬幣都可能受到與列車運動方向相反的摩擦力作用2.（2022·湖北·荊門市龍泉中學模擬預測）如圖所示，一木塊緊靠長方體形空鐵箱后壁（未粘連），在水平拉力F的作用下一起向右做直線運動，現逐漸減小水平拉力，當拉力減小到F時木塊恰能和鐵箱保持相對靜止，繼續減小拉力，木塊始終沒有與后壁分離，從拉力開始減小到木塊未落到箱底前，下列說法正確的是（）A．鐵箱對木塊的支持力先不變后減小 B．鐵箱對木塊的摩擦力先不變后減小C．鐵箱對木塊的摩擦力一直減小 D．鐵箱可能先做加速運動后做減速運動3.（2022·貴州貴陽·二模）如圖所示，一根輕繩跨過光滑的定滑輪，兩端各系一個物體P和Q，P的質量保持不變。開始時，P靜止在地面上，當Q的質量發生變化時，P的加速度隨Q的質量變化的關系圖像為下圖中的（）A． B．C． D．4.（2022·山東·高三專題練習）東京奧運會上，14歲少女全紅嬋一鳴驚人，作為中國奧運代表團最年輕的運動員，以創紀錄的成績奪得10米跳臺冠軍，讓五星紅旗高高飄揚在東京水上運動中心上空。不計空氣阻力，全紅嬋從離開跳臺平面到觸及水面的過程中，下列說法正確的是（）A．上升過程處于超重狀態，下落過程處于失重狀態B．上升過程處于失重狀態，下落過程處于超重狀態C．全過程中一直處于超重狀態D．全過程中一直處于失重狀態5.（2022·北京·北師大實驗中學模擬預測）由航天員翟志剛、王亞平和葉光富執行的載人飛行任務是我國空間站建設的重要任務之一、空間站是一個特別的太空實驗室，繞地球運行時，其中的物體將處于完全失重狀態。下列實驗在運行的空間站中可以進行的是（）A．用牛頓管觀察輕重不同的物體下落的快慢B．用牛頓第二定律測物體質量C．如圖測量靜摩擦力的大小隨拉力的變化D．用“體重計”測量人的質量6.（2022·全國·高三課時練習）如圖所示，質量m=2kg的小球用細繩拴在傾角θ=37°的光滑斜面上，此時，細繩平行于斜面。取g=10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。下列說法正確的是（）A．當斜面體以5m/s2的加速度向右加速運動時，繩子拉力大小為20NB．當斜面體以5m/s2的加速度向右加速運動時，繩子拉力大小為30NC．當斜面體以20m/s2的加速度向右加速運動時，繩子拉力大小為40ND．當斜面體以20m/s2的加速度向右加速運動時，繩子拉力大小為60N7．（2022·全國·高三課時練習）如圖所示，水平面上有兩個質量分別為m1和m2的木塊1和2，中間用一條輕繩連接，兩木塊的材料相同，現用力F向右拉木塊2，當兩木塊一起向右做勻加速直線運動時，已知重力加速度為g，下列說法正確的是（

）A．若水平面是光滑的，則m2越大繩的拉力越大B．若木塊和地面間的動摩擦因數為μ，則繩的拉力為SKIPIF1<0＋μm1gC．繩的拉力大小與水平面是否粗糙無關D．繩的拉力大小與水平面是否粗糙有關8.（2022·湖南·模擬預測）如圖所示，水平輕彈簧左端固定，右端與滑塊P相連，P置于水平地面上；滑塊Q與P完全相同，緊靠在P的右側，P、Q均處于靜止狀態，此時滑塊Q所受地面摩擦力剛好等于最大靜摩擦力。設P、Q與地面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，P、Q均視為質點。現對Q施加水平拉力F，使Q向右做勻加速直線運動，以下判斷正確的是（）A．施加F的瞬間，P的加速度可能比Q的大B．施加F的瞬間，P的加速度不可能與Q的加速度一樣大C．F可能為恒力，也可能為變力D．F一定為變力，P、Q分離前P與Q一起做勻加速運動9.．（2022·全國·高三專題練習）如圖所示，水平傳送帶AB間的距離為16m，質量分別為2kg、4kg的物塊P、Q，通過繞在光滑定滑輪上的細線連接，Q在傳送帶的左端且連接物塊Q的細線水平。當傳送帶以8m/s的速度逆時針轉動時，Q恰好靜止。重力加速度g=l0m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。當傳送帶以8m/s的速度順時針轉動時，下列說法正確的是（）A．Q與傳送帶間的動摩擦因數為0.6B．Q從傳送帶左端運動到右端所用的時間為2.6sC．Q在運動過程中所受摩擦力始終不變D．Q從傳送帶左端運動到右端的過程中P處于失重狀態10.（2022·全國·高三專題練習）如圖所示，在豎直平面內，一輛小車正在水平面上以加速度a向右勻加速運動，大物塊壓在車廂豎直后壁上并與車廂相對靜止，小物塊放在大物塊上與大物塊相對靜止，大物塊剛好不下滑，小物塊與大物塊也剛好不發生相對滑動。重力加速度為g，a<g。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則大物塊與車廂后壁間的動摩擦因數μ1和小物塊與大物塊間的動摩擦因數μ2間的大小關系正確的是（

）A．μ1<μ2 B．μ1=μ2 C．μ1>μ2 D．μ1μ2<1二、多選題11.（2022·河北·雞澤縣第一中學高三階段練習）如圖甲所示，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統處于靜止狀態。現將一豎直向上的力F作用在物塊P上，使其向上做加速度大小SKIPIF1<0的勻加速直線運動。以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，F-x之間的關系圖像如圖乙所示，重力加速度SKIPIF1<0。下列說法正確的是（）A．P的質量為1kgB．P的質量為0.5kgC．彈簧的勁度系數SKIPIF1<0D．彈簧的勁度系數SKIPIF1<012．（2021·安徽·定遠縣育才學校高三階段練習）火箭在升空時會使用多個噴射艙來實現在不同氣層中達到各自的目標速度的任務，其原理是在某噴射艙的燃料將要耗盡時，火箭丟棄該艙并啟動下一艙級進行加速。如圖所示，某教授設計的燃料火箭具有3個艙級，且艙1、艙2與艙3的質量（包括燃料，空艙質量均為1kg）分別為15kg，10kg，5kg。現使火箭在地面上由靜止發射，燃料每秒消耗1kg，且燃料產生的升力恒為600N，對此下列說法正確的是（）A．火箭一開始的加速度大小為20SKIPIF1<0B．火箭第1艙內部燃料耗盡（還未脫艙）時，火箭的速度約為237m/sC．當火箭第1艙脫落后，火箭的速度約為237m/sD．只要火箭的燃料越多，火箭的運動時間就越久三、解答題13.（2021·西藏·拉薩市第二高級中學高三期中）彈簧秤下掛一個物體，在地面上彈簧秤示數為80N，而在一個加速下降的電梯中彈簧秤的示數為60N，若g取10m/s2，求：（1）電梯的加速度多大？（2）若這個電梯以同樣大小的加速度上升，彈簧秤示數又是多少？14．（2022·浙江·高考真題）物流公司通過滑軌把貨物直接裝運到卡車中。如圖所示，傾斜滑軌與水平面成24°角，長度SKIPIF1<0，水平滑軌長度可調，兩滑軌間平滑連接。若貨物從傾斜滑軌頂端由靜止開始下滑，其與滑軌間的動摩擦因數均為SKIPIF1<0，貨物可視為質點（取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，重力加速度SKIPIF1<0）。（1）求貨物在傾斜滑軌上滑行時加速度SKIPIF1<0的大小；（2）求貨物在傾斜滑軌末端時速度SKIPIF1<0的大小；（3）若貨物滑離水平滑軌末端時的速度不超過2m/s，求水平滑軌的最短長度SKIPIF1<0。15.（2021·全國·高三階段練習）滑滑梯是小朋友們愛玩的游戲。有兩部直滑梯SKIPIF1