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第八讲牛顿第二定律及其应用测试内容测试要求考情分析牛顿第二定律及其应用C★★★★★1.牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力成，跟物体的质量成，加速度的方向跟合外力的方向．数学表达式为a＝或F合＝．2.牛顿第二定律的应用有两类问题：第一类是已知物体受力情况求运动情况，第二类是已知物体运动情况求受力情况．无论是哪一种情况都要求出的一个作为“桥梁”的物理量是．3.超重和失重(1)物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力重力叫做超重；物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力重力叫做失重．物体超重时或失重时，所受的重力．(2)物体超重的条件是加速度的方向，物体失重的条件是加速度的方向．1.对牛顿第二定律的理解：(1)矢量性：力和加速度都是矢量，加速度方向跟合外力方向一致．(2)瞬时性：加速度跟合外力的关系是瞬时对应关系．一定的合外力，使物体获得一定的加速度，合外力改变时，加速度也跟着改变；合外力一旦消失，加速度也立即消失；要想保持物体的加速度不变，作用在物体上的合外力必须是一个恒力．(3)力是产生加速度的原因而不是维持运动的原因．2.超重和失重的理解：(1)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向是向上还是向下，而与速度方向无关．(2)当物体处于完全失重状态时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向下的压强等．(3)物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma.【例1】(2019届徐州学业水平模拟)一兴趣小组制作了简易水火箭，t＝0时刻它由地面竖直向上发射，其vt图象如图所示，由图象可知()A.t1时刻火箭离地面最远B.t2时刻火箭回到地面C.t1～t2时间内火箭处于失重状态D.在0～t1时间内火箭上升，在t1～t2时间内火箭下落笔记：【例2】(2019届南通学业水平模拟)如图所示，平板车拉着集装箱沿水平公路以加速度a一起加速行驶．已知平板车的质量为M，集装箱的质量为m，两者间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则集装箱受到的摩擦力大小为()A.maB.MaC.μmgD.μ(M＋m)g笔记：【例3】(2019届南通学业水平模拟)2017年5月5日，我国自主研制的中型客机C919在上海浦东机场成功首飞．设飞机的总质量m＝6.0×104kg，返回机场着陆，在平直跑道上匀减速滑行了x＝1200m停下来，用时t＝40s．求：(1)飞机着陆时的速度大小v；(2)飞机滑行的加速度大小a；(3)飞机滑行受到的合力大小F.笔记：【例4】(2020届扬州学业水平模拟)如图所示，质量m＝1.0kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.4.在水平拉力F的作用下，物体由静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小a＝2.0m/s2，经过10s后撤去拉力F，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)撤去拉力时物体速度的大小；(2)物体所受拉力F的大小；(3)撤去外力F后物体运动的距离．笔记：【例5】(2020届无锡学业水平模拟)冰壶是冬奥会比赛项目，如图所示．比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动．设一质量m＝19kg的冰壶被运动员以3m/s的速度推出，已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为0.02，g取10m/s2，求：(1)冰壶的重力；(2)冰壶的加速度；(3)从推出到停下，冰壶的位移．笔记：1.(2019届无锡学业水平模拟)关于超重和失重，下列说法正确的是()A.超重就是物体所受的重力增加了B.失重就是物体所受的重力减小了C.完全失重就是物体不受重力了D.不论超重或失重，物体所受重力都是不变的2.(2020届苏州学业水平模拟)质量为60kg的人站在升降机内的台秤上，测得体重为480N，则升降机的运动可能是()A.匀速上升B.加速上升C.减速上升D.减速下降3.(2020届徐州学业水平模拟)目前徐州最高的建筑是位于市中心的苏宁广场，主塔楼高为266m．一乘客从一楼乘电梯直达顶层，若电梯先竖直向上做匀加速运动，达到一定速度后做匀速运动，最后做匀减速运动到顶层，则该乘客处于超重状态的过程是()A.向上匀加速阶段B.向上匀速阶段C.向上匀减速阶段D.无法判断4.(2019届南通学业水平模拟)“蛟龙”号作业型载人深潜器具有与海底保持一定高度“自动定高航行”的功能．它从A点“自动定高航行”运动至B点的过程中，下列判断可能正确的是()A.一直处于超重状态B.一直处于失重状态C.先超重，后失重D.先失重，后超重5.(2020届无锡学业水平模拟)歼10B在飞行中有一段过程可看做竖直向上加速，设飞行员质量为60kg，加速度为5m/s2，则座椅对飞行员的支持力为()A.300NB.600NC.900ND.1200N6.如图所示，小车内两根不可伸长的细线AO、BO拴住一小球，其中BO水平．小车沿水平地面向右做加速运动，AO与BO的拉力分别为TA、TB，若加速度增大，则()A.TA、TB均增大B.TA、TB均减小C.TA不变、TB增大D.TA减小、TB不变7.(2019届连云港学业水平模拟)滑雪运动员从斜面倾斜角为θ＝37°的斜坡顶端由静止滑下，已知斜坡长为L＝90m，运动员滑到底端用时t＝6s，求：(1)下滑加速度a的大小；(2)滑到底端时速度v的大小；(3)滑雪板与斜坡间的动摩擦因数μ.8.(2019届宿迁学业水平模拟)某同学用手托着质量为m的苹果，从静止开始沿水平方向做匀加速直线运动，经过时间t后速度变为v(苹果与手始终相对静止)．求：(1)苹果所获得的动能Ek；(2)苹果的加速度大小a；(3)苹果所受合力大小F.9.在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示．已知木块质量为0.78kg，取g＝10m/s2.(1)求木块与长木板间最大静摩擦力大小；(2)求木块与长木板间的动摩擦因数；(3)若在平行于木板的恒定拉力F作用下，木块以a＝2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，求拉力F应为多大？甲乙第八讲牛顿第二定律及其应用【知识扫描】1.正比反比相同mF合ma2.加速度3.(1)大于小于不变(2)向上向下【典例透析】【例1】C解析：在0～t1时间内火箭加速上升，处于超重状态；在t1～t2时间内火箭减速上升，加速度方向向下，处于失重状态；t2时刻火箭离地面最远．故C正确．【例2】A解析：集装箱竖直方向上受到的重力和支持力相平衡，水平方向上受到的摩擦力使集装箱产生加速度，根据牛顿第二定律得f＝ma.【例3】(1)根据匀变速直线运动的规律有x＝2v·t，代入数据解得v＝60m/s.(2)加速度大小a＝|t0－v|＝1.5m/s2.(3)由牛顿第二定律有F＝ma＝9.0×104N.【例4】(1)撤去拉力时物体的速度大小v＝at＝20m/s.(2)在水平面上物体受拉力和摩擦力的作用，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，解得F＝6N.(3)撤去拉力F后由牛顿第二定律得μmg＝ma′，得a′＝4m/s2，由0－v2＝－2a′x，解得x＝50m.【例5】(1)G＝mg＝190N.(2)μmg＝ma，a＝μg＝0.2m/s2.(3)－2ax＝0－v02，x＝020＝22.5m.【冲关集训】1.D2.C3.A4.C5.C6.C7.(1)L＝21at2，a＝5m/s2.(2)v＝at＝30m/s.(3)mgsinθ－μmgcosθ＝ma，μ＝0.125.8.(1)Ek＝21mv2.(2)v＝at，a＝tv.(3)F＝ma＝mtv.9.(1)由图象知fm＝4N.(2)由图象知f动＝3.12N，又f动＝μN＝μmg，得μ＝0.4.(3)由牛顿第二定律F－f＝ma得F＝f＋ma＝(3.12＋0.78×2)N＝4.68N.