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课时10 牛顿第二定律 超重和失重
第四章 运动和力的关系
目
录
1
一过考点
2
二过易错
3
三过典题
4
四过集训
1.牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 正比 ,跟它的质量成 反比 ,加速度的方向跟作用力的方向 相同 .
(2)表达式F= ma ,其中力F为物体受到的 合外力 ,F的单位为牛顿(N).
2.力的国际单位:牛顿,简称 牛 ,符号为 N .
正比
反比
相同
ma
合外力
牛
N
①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于 物体所受重力的现象.
②产生条件:物体具有 竖直向下 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度.
小于
竖直向下
(1)失重:
3.超重和失重
(2)超重:
①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于 物体所受重力的现象.
②产生条件:物体具有 竖直向上 (选填“竖直向上”或“竖直向下”)的加速度.
大于
竖直向上
(3)完全失重:
①定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 等于零 的状态.
②产生条件:a=g,方向 竖直向下 .
等于零
竖直向下
1.任何情况下,物体的加速度的方向始终与它所受的合力方向一致. ( √ )
2.超重就是物体受到的重力增加了. ( × )
3.物体处于完全失重状态时,物体的重力就消失了. ( × )
4.物体处于超重状态时,物体一定在上升. ( × )
√
×
×
×
1.牛顿第二定律
(1)牛顿第二定律的五个特性
五性
【例1】(2024届江苏合格性考试模拟)长征五号沿竖直方向加速升空的过程中( B )
A.合力为零 B.加速度与速度方向相同
C.合力与速度方向相反 D.加速度与合力方向相反
【解析】长征五号加速上升,故合力方向竖直向上,A错误;长征五号加速上升,加速度方向与速度方向相同,B正确;长征五号加速上升,故合力方向竖直向上,与速度方向相同,C错误;由牛顿第二定律知,长征五号加速上升过程中,加速度与合力方向相同,D错误.
B
【例2】(2023届扬州合格性考试模拟)一辆汽车在平直路面上紧急刹车(即车轮不滚动只滑动),橡胶轮胎与地面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,汽车刹车的加速度为a,则( C )
A.a>μg B.a<μg
C.a=μg D.条件不足,无法求解
【解析】汽车刹车的加速度为a==μg,C正确.
C
2.超重与失重
超重和失重的判断方法:
(1)物体的加速度已知,看加速度的方向,方向向上为超重,方向向下为失重.
(2)物体的视重已知,看视重与重力的大小关系,视重大于重力为超重,视重小于重力为失重.
【例3】(2024届常州合格性考试模拟)如图所示,质量为60 kg的人站在升降机内的台秤上,测得重力为500 N,则升降机的运动可能是( C )
A.匀速上升 B.加速上升
C.减速上升 D.减速下降
C
【解析】对人,支持力小于重力,合力向下,加速度向下,所以升降机的运动可能是加速下降或减速上升,C正确.
【例4】(2023届扬州合格性考试模拟)如图所示,在“天宫课堂”中,航天员王亚平将乒乓球浸没在水中,乒乓球停留在了水中,合理的解释是( C )
C
A.乒乓球不受任何力的作用
B.在太空中乒乓球的惯性变大
C.在太空失重环境下浮力几乎消失
D.在太空失重环境下受到的地球引力为零
【解析】乒乓球仍受地球引力的作用,A错误;在太空中乒乓球的质量不变,因而惯性不变,B错误;浮力是上下表面的压力差产生的,在太空失重的环境下浮力几乎消失,C正确;在太空失重环境下受到的地球引力不为零,D错误.
1.(2024届马坝高级中学合格性考试模拟)某人用力推静止在地面上的桌子,但没有推动,其原因是( B )
A.人推桌子的力小于桌子受到的摩擦力
B.人推桌子的力小于桌子受到的最大静摩擦力
C.人推桌子的力小于桌子受到的重力
D.与牛顿第二定律相矛盾
【解析】乒乓球仍受地球引力的作用,A错误;在太空中乒乓球的质量不变,因而惯性不变,B错误;浮力是上下表面的压力差产生的,在太空失重的环境下浮力几乎消失,C正确;在太空失重环境下受到的地球引力不为零,D错误.
B
2.(2024届马坝高级中学合格性考试模拟)在田径运动会跳高比赛中,小明成功跳过了1.7 m的高度,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是( C )
A.小明起跳时地面对他的支持力与重力是一对平衡力
B.小明起跳以后在上升过程中处于超重状态
C.小明在下降过程中处于失重状态
D.小明起跳以后在下降过程中重力消失了
C
3.(2024届徐州合格性考试模拟)小明站在力传感器上下蹲,此过程中力传感器的示数随时间变化的情况如图所示.由图可知,小明的运动情况是( C )
A.一直加速
B.一直减速
C.先加速后减速
D.先加速再匀速最后减速
C
【解析】小明站在力传感器上下蹲过程中,从图中看出先失重再超重,说明其重心先加速向下运动,再减速向下运动,C正确.
4.(2024届沛县合格性考试模拟)如图为某卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件的示意图.装卸工人为使工件在运输过程中保持稳定,将两木板A、B固定在车上,并刚好卡住工件.若卡车沿平直公路以加速度a匀加速行驶时,圆筒对木板A、B压力的大小分别为F1、F2,则有( A )
A.F1=ma,F2=0
B.F1=0,F2=ma
C.F1=0,F2=0
D.F1=ma,F2=ma
A
【解析】根据牛顿第二定律F=ma判断,加速度与合外力方向相同,所以工件受到的合力方向向右,只能是木板A对工件有向右的作用力,根据牛顿第三定律判断,工件对木板A的作用力为ma,A正确.
5.(2024届盐城合格性考试模拟)如图甲所示,一辆装满石块的货车在平直道路上加速行驶,货箱中石块B周围与它接触的物体对其作用力的合力为F,F的方向可能是图乙中的( B )
甲
B
A
B
C
D
乙
【解析】石块B受到重力,在竖直方向,其他石块对石块B竖直分力与重力平衡,其他石块对石块B的水平分力产生加速度,向右,所以其他石块对石块B合力利用平行四边形定则判断应该是斜向上方向,B正确.
6.(2023届沛县合格性考试模拟)如图所示,长为10 m的光滑斜面的倾角为30°.质量为m=1 kg的物体在一沿斜面向上、大小为10 N的拉力作用下,从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动(g取10 m/s2),物体沿斜面运动的加速度的大小为 5 m/s2.
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