牛顿第二定律的应用超重与失重

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1、第二讲牛顿第二定律的应用超重与失重走进高考第一关考点关考点精析一､动力学的两类基本问题1.已知物体的[1]受力情况,求物体的[2]运动情况.2.已知物体的[3]运动情况,求物体的[4]受力情况.两类基本问题中,受力分析是关键,[5]加速度是解题的枢纽和桥梁应用牛顿第二定律解决两类动力学基本问题时主要把握:两分析——物体的受力分析和运动过程分析,一桥梁——物体运动的加速度.二、超重和失重1.超重:物体由于具有[6]向上的[7]加速度,而对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体自身的重力的现象.2.失重:物体由于具有[8]向下的[9

2、]加速度而对支持面的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体自身的重力的现象.当a=g时,即物体处于完全失重状态.考题精练1.不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮,绳的一端系一质量M=15kg的重物,重物静止于地面上,有一质量m=10kg的猴子从绳的另一端沿绳上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g取10m/s2)()A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.15m/s2解析:本题的临界条件为F′=Mg,以猴子为研究对象,其受向上的拉力F′和mg,由牛顿第二定律可知,F′-mg=ma,而F′=

3、Mg,故有Mg-mg=ma,所以a=5m/s2.答案:B2.(2010·广东深圳一模)让钢球从某一高度竖直落下进入液体中,图中表示的是闪光照相机拍摄的钢球在液体中的不同位置.则下列说法正确的是()A.钢球进入液体中先做加速运动,后做减速运动B.钢球进入液体中先做减速运动,后做加速运动C.钢球在液体中所受到阻力先大于重力,后等于重力D.钢球在液体中所受到阻力先小于重力,后等于重力解析:由图可知,钢球先做减速运动,后做匀速运动,选项A､B均错;由运动情况可知受力情况,故选项C正确,而选项D错误.答案:C3.(2011·山东青州)质量为

4、0.6kg的物体在水平面上运动,图中的两条斜线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力的v-t图象,则()A.斜线①一定是物体受水平拉力时的图象B.斜线②一定是物体不受水平拉力时的图象C.水平拉力一定等于0.2ND.物体所受的摩擦力可能等于0.2N解析:本题考查v-t图象的应用､受力分析及牛顿第二定律.由图象知a1=m/s2,a2=m/s2,因此存在着两种受力情况:一种是斜线①为不受水平拉力的情况,则说明受拉力时拉力与摩擦力同向,则由牛顿第二定律列式可得Ff=ma1,Ff+F=ma2,两式联立可得F=0.2N,Ff=0.2N.另一种是斜

5、线②为不受拉力的情况,则说明受拉力时拉力与摩擦力反向,由牛顿第二定律可得Ff=ma2,Ff-F=ma1,联立可得Ff=0.4N,F=0.2N,因此C､D正确.答案:CD4.(2010·福建三明期末)某位同学为了研究超重和失重现象,将重为50N的物体带到电梯中,并将它放在水平放置的传感器上,电梯由启动到停止的过程中,测得重物的压力随时间变化的图象如图所示.设在t1=2s和t2=8s时电梯的速度分别为v1和v2,下列判断正确的是()A.电梯上升了,v1>v2B.电梯上升了,v2>v1C.电梯下降了,v1>v2D.电梯下降了,v2>v1

6、解析:由图象可知,物体先处于超重状态(加速上升或减速下降),考虑到电梯由启动开始,故可以判断电梯加速上升;由压力随时间变化的图象可知其v-t图象如图所示,可知v2>v1.答案:B5.(2010·山东潍坊)如图是一种升降电梯的示意图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引力作用下电梯上下运动.如果电梯中载人的质量为m,匀速上升的速度为v,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性再经时间t停止运动,在不计空气和摩擦阻力的情况下,t为()解析:本题考查系统的受力分析､牛顿第二定律和运动学公式.

7、关闭发动机后对A､B及人受力分析,其中B的重力是动力,而A和人的重力为阻力,故由牛顿第二定律得(M+m)g-Mg=(2M+m)a,系统做匀减速运动,根据运动学公式可得0=v-at,两式联立可得D正确.答案:D解读高考第二关热点关典例剖析考点1已知物体受力情况求运动情况【例1】如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从AB长度为16m,传送带以10m/s的速率逆时针转动,在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A运动到B所需要时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=

8、0.8)[解析]物体放在传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力,物体的受力情况如右图所示,物体由静止加速,由牛顿第二定律,得mgsinθ+μmgcosθ=ma1a1=10×(0.6+0.5×0