1/3第2節牛頓第二定律的基本應用1．兩類動力學問題(1)兩類問題①第一類：已知受力求物體的________。②第二類：已知運動情況求物體的____。(2)解決方法以______為“橋梁”，由運動學公式和____________列方程求解。2．超重和失重(1)超重①定義：物體對支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)____物體所受重力的現象。②產生條件：物體具有____的加速度。(2)失重①定義：物體對支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)____物體所受重力的現象。②產生條件：物體具有____的加速度。(3)完全失重①定義：物體對支持物的壓力(或對豎直懸掛物的拉力)______的現象。②產生條件：物體的加速度a＝__，方向豎直向下。1．易錯易混辨析(1)失重說明物體所受的重力減小了。 ()(2)物體超重時，加速度向上，速度也一定向上。 ()(3)研究動力學兩類問題時，受力分析和運動分析是關鍵。 ()(4)物體處于超重或失重狀態時其重力并沒有發生變化。 ()(5)根據物體處于超重或失重狀態，可以判斷物體運動的速度方向。 ()(6)加速度是聯系運動和力的橋梁，速度是各物理過程間相互聯系的橋梁。()2．人教版必修第一冊第四章第6節[思考與討論]：圖1下蹲過程，圖2下蹲、站起兩個過程，分析超重和失重的情況。兩類動力學基本問題1．解決兩類動力學基本問題的關鍵(1)兩個分析：物體的受力情況分析和運動過程分析。(2)兩個橋梁：加速度是聯系物體運動和受力的橋梁；銜接點的速度是聯系相鄰兩個過程的橋梁。2．解題思路從受力情況確定運動情況[典例1](2024·福建寧德三模)人類從事滑雪活動已有數千年歷史，滑雪愛好者可在雪場上輕松、愉快地滑行，飽享滑雪運動的樂趣。一名滑雪愛好者以1m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡的傾角為30°。若人與滑板的總質量為60kg，受到的總阻力為60N，重力加速度g取10m/s2，求：(1)滑雪者加速度的大??；(2)3s內滑雪者下滑位移的大小；(3)3s末人與滑板總重力的瞬時功率。[聽課記錄]從運動情況確定受力情況[典例2]一質量為m＝2kg的滑塊能在傾角為θ＝30°的足夠長的斜面上以a＝2.5m/s2勻加速下滑。如圖所示，若用一水平向右恒力F作用于滑塊，使之由靜止開始在t＝2s內能沿斜面運動位移x＝4m。求：(g取10m/s2)(1)滑塊和斜面之間的動摩擦因數μ；(2)恒力F的大小。[聽課記錄]超重和失重1．對超重和失重的理解(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變。(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。(3)盡管物體的加速度方向不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態。2．判斷超重和失重的方法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0時，物體處于完全失重狀態從加速度的角度判斷當物體具有向上(或斜向上)的加速度時，物體處于超重狀態；具有向下(或斜向下)的加速度時，物體處于失重狀態；向下的加速度a＝g時，物體處于完全失重狀態從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時，超重②物體向下加速或向上減速時，失重超、失重現象的定性分析[典例3]蹦極是一項非常刺激的體育運動。某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止地懸吊著時的平衡位置，空氣阻力不計，則人從P點落下到最低點c的過程中()A．人從a點開始做減速運動，一直處于失重狀態B．在ab段繩的拉力小于人所受的重力，人處于超重狀態C．在bc段繩的拉力大于人所受的重力，人處于超重狀態D．在c點，人的速度為0，其加速度也為0[聽課記錄]超、失重現象的圖像問題[典例4]一質量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時間t的關系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是()A．0～t1時間內，v增大，FN>mgB．t1～t2時間內，v減小，FN<mgC．t2～t3時間內，v增大，FN<mgD．t2～t3時間內，v減小，FN>mg[聽課記錄]超、失重現象的定量計算[典例5](2025·八省聯考云南卷)某同學站在水平放置于電梯內的電子秤上，電梯運行前電子秤的示數如圖甲所示。電梯豎直上升過程中，某時刻電子秤的示數如圖乙所示，則該時刻電梯(重力加速度g取10m/s2)()A．做減速運動，加速度大小為1.05m/s2B．做減速運動，加速度大小為0.50m/s2C．做加速運動，加速度大小為1.05m/s2D．做加速運動，加速度大小為0.50m/s2[聽課記錄]“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1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2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3所示。[典例6](多選)如圖所示，Oa、Ob和ad是豎直平面內三根固定的光滑細桿，O、a、b、c、d位于同一圓周上，c為圓周的最高點，a為最低點，O′為圓心。每根桿上都套著一個小滑環(未畫出)，兩個滑環從O點無初速度釋放，一個滑環從d點無初速度釋放，用t1、t2、t3分別表示滑環沿Oa、Ob、da到達a、b所用的時間。下列關系正確的是()A．t1＝t2 B．t2>t3C．t1<t2 D．t1＝t3[聽課記錄][典例7]如圖所示，有一半圓，其直徑水平且與另一圓的底部相切于O點，O點恰好是下半圓的圓心，它們處在同一豎直平面內。現有三條光滑直軌道AOB、COD、EOF，它們的兩端分別位于上下兩圓的圓周上，軌道與豎直直徑的夾角關系為α>β>θ。現讓一小物塊先后從三條軌道頂端由靜止下滑至底端，則小物塊在每一條傾斜軌道上滑動時所經歷的時間關系為()A．tAB＝tCD＝tEF B．tAB>tCD>tEFC．tAB<tCD<tEF D．tAB＝tCD<tEF[聽課記錄]1．(2022·遼寧卷)如圖所示，一小物塊從長1m的水平桌面一端以初速度v0沿中線滑向另一端，經過1s從另一端滑落。物塊與桌面間動摩擦因數為μ，g取10m/s2。下列v0、μ的值可能正確的是()A．v0＝2.5m/s B．v0＝1.5m/sC．μ＝0.28 D．μ＝0.252．(2021·全國甲卷)如圖所示，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調節，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角θ的大小有關。若θ由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將()A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大3．(2022·浙江1月選考)第24屆冬奧會在我國舉辦。鋼架雪車比賽的一段賽道如圖1所示，長12m水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°。運動員從A點由靜止出發，推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(圖2所示)，到C點共用時5.0s。若雪車(包括運動員)可視為質點，始終在冰面上運動，其總質量為110kg，sin15°＝0.26，求雪車(包括運動員)：(1)在直道AB上的加速度大小；(2)過C點的速度大??；(3)在斜道BC上運動時受到的阻力大小。第2節牛頓第二定律的基本應用鏈接教材·夯基固本梳理·必備知識1．(1)運動情況受力(2)加速度牛頓第二定律2．(1)大于向上(2)小于向下(3)等于0g激活·基本技能1．(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√2．提示：下蹲過程先向下加速再向下減速，加速度方向先向下后向上，先失重后超重；站起過程先向上加速再向上減速，加速度方向先向上后向下，先超重后失重。細研考點·突破題型考點1典例1解析：(1)由牛頓第二定律mgsin30°－f＝ma解得滑雪者加速度的大小為a＝4m/s2。(2)由運動學公式x＝v0t＋12at其中v0＝1m/s，t＝3s解得3s內滑雪者下滑位移的大小為x＝21m。(3)由運動學公式v＝v0＋at重力的瞬時功率P＝mgvsin30°聯立解得，3s末人與滑板總重力的瞬時功率為P＝3900W。答案：(1)4m/s2(2)21m(3)3900W典例2解析：(1)根據牛頓第二定律可得mgsin30°－μmgcos30°＝ma解得μ＝36(2)滑塊沿斜面做勻加速直線運動，由x＝12a1t得a1＝2m/s2加速度有向上和向下兩種可能，當加速度沿斜面向上時Fcos30°－mgsin30°－μ(Fsin30°＋mgcos30°)＝ma1代入數據得F＝763當加速度沿斜面向下時mgsin30°－Fcos30°－μ(Fsin30°＋mgcos30°)＝ma1代入數據得F＝437答案：(1)36(2)7635N考點2典例3C[在Pa段繩還沒有被拉長，人做自由落體運動，所以處于完全失重狀態，在ab段繩的拉力小于人所受重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，處于失重狀態；在bc段繩的拉力大于人所受重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，處于超重狀態，故A、B錯誤，C正確；在c點，繩的形變量最大，繩的拉力最大，人受到的合力向上，有向上的加速度，處于超重狀態，故D錯誤。]典例4D[根據st圖像的斜率表示速度可知，0～t1時間內v增大，t2～t3時間內v減小，t1～t2時間內v不變，B、C錯誤；0～t1時間內速度越來越大，加速度向下，處于失重狀態，則FN<mg，A錯誤；t2～t3時間內，速度逐漸減小，加速度向上，處于超重狀態，則FN>mg，D正確。]典例5D[如題圖所示，根據牛頓第二定律F－mg＝ma，可得a＝63-60×1060m/s2＝0.50m/s2，則電梯向上做加速運動。故選D微點突破典例6BCD[設想還有一根光滑固定細桿ca，則ca、Oa、da三細桿交于圓的最低點a，三桿頂點均在圓周上，根據等時圓模型可知，由c、O、d無初速度釋放的小滑環到達a點的時間相等，即tca＝t1＝t3；而由c→a和由O→b滑動的小滑環相比較，滑行位移大小相同，初速度均為零，但加速度aca>aOb，由x＝12at2可知，t2>tca，故選項A錯誤，B、C、D均正確。典例7B[如圖所示，過D點作OD的垂線與豎直虛線交于G，以OG為直徑作圓，可以看出F點在輔助圓內，而B點在輔助圓外，由等時圓結論可知tAB>tCD>tEF，B項正確，A、C、D錯誤。]即時檢驗·感悟高考1．B[物塊水平沿中線做勻減速直線運動，則v＝xt＝v0+v2，由題干知x＝1m，t＝1s，v>0，代入數據有v