学案3 牛顿运动定律的应用。
考情分析】考点**】
牛顿运动定律是中学物理的基础，更是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，近几年对牛顿运动定律的考查频率非常高，预计在2023年高考中，牛顿运动定律仍是考查的知识点之一，将主要考查考生分析问题、应用知识的能力，考查牛顿运动定律在动力学综合问题、电场与磁场中电荷运动问题、电磁感应综合问题中的应用．
考题1 对瞬态变化问题的考查。
例1 如图所示，两个质量分别为m1＝2 kg、m2＝3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为f1＝30 n、f2＝20 n的水平拉力分别作用在m1、m2上，则( )
a．弹簧测力计的示数是25 n
b．弹簧测力计的示数是50 n
c．在突然撤去力f2 的瞬间，m1的加速度大小为5 m/s2
d．在突然撤去力f1的瞬间，m1的加速度大小为13 m/s2
审题突破 ①在连接体问题中，求加速度一般用整体法，求内力要用隔离法，实际问题中常常是整体法与隔离法相结合．②在瞬态变化问题中，要注意瞬态变化前物体的受力，并求出各力的大小，然后分析瞬态变化时各力的变化，进而确定物体的加速度．
规律方法。牛顿第二定律的表达式为f合＝ma，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，即力的瞬时变化将导致加速度的瞬时变化，加速度的变化不需要时间的积累，加速度和力同时存在、同时变化、同时消失，题目中常伴随一些诸如“瞬时”、“突然”、“猛地”等标志性词语．在分析瞬时对应关系时应注意：
1)“轻绳”模型：轻绳的质量和重力均可视为零，只能受拉力作用，不能承受压力，各处受力相等且沿绳子背离受力物体，轻绳一般不可伸长，拉力可以发生突变．
2)“轻质弹簧”模型：轻质弹簧的质量和重力都不计，既能受拉力作用，也能受压力作用(橡皮筋除外)，其受力方向与弹簧形变方向相反，因其发生形变需要一定时间，故其所受弹力不能发生突变，但当弹簧或橡皮筋被剪断时，其所受的弹力立即消失。
突破练习。1． 如图所示，a、b两小球分别连在轻绳两端，b球另一端用弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面上．a、b两小球的质量分别为ma、mb，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在绳被剪断瞬间，a、b两球的加速度大小分别为 (
a．都等于b.和0
c.和d.·和。
2． 如图所示，质量m＝1 kg的小球放在光滑水平面上，一水平放置的轻弹簧一端与墙相连，另一端与小球相连，一不可伸长的轻质细绳一端与小球相连，另一端固定在天花板上，细绳与竖直方向成45°角，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰为零．取g＝10 m/s2，则在烧断轻绳的瞬间，下列说法正确的是( )
a．小球所受合外力为零。
b．小球加速度大小为10 m/s2，方向向左。
c．小球加速度大小为10 m/s2，方向向左。
d．小球所受合外力的方向沿左下方与竖直方向成45°角。
考题2 对超重、失重问题的考查。
例2 我国神舟十号载着三位航天员顺利升空，完成任务后返回舱返回地面．如图为返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则( )
a．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小。
b．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力。
c．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功。
d．返回舱在喷气过程中处于失重状态。
审题突破 ①火箭喷气的过程中火箭获得向上的反冲力，加速度向上．
返回舱所受外力的合力向上，动能减小，合外力做负功．
规律方法。1． 超重和失重的实质。
物体发生超重或失重现象时，它的重力并没有发生变化，而是对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化，发生超重或失重时对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)又称为视重，即我们感觉物体的重力好像发生了变化．
2． 超重和失重状态的判断。
如果物体有竖直向上的加速度(或分加速度)时，物体处于超重状态；如果物体有竖直向下的加速度(或分加速度)时，物体处于失重状态，也就是说超重或失重现象仅与加速度方向有关，与物体运动方向、速度大小无关．
3． 在完全失重状态下，一切由于重力产生的现象都会消失，例如在太空飞行的宇宙飞船中天平不能称物体的质量、水银气压计不能测出气压、浸没在液体中的物体不再受浮力作用等．
4． 对于系统处于超重、失重的判定不能只看某一物体，要综合分析某一物体的加速运动会不会引起其他物体运动状态的变化，如台秤上放一盛水容器，水中一细线一端拴一木球，另一端拴于盛水容器的底部，剪断细线，木球加速上升的同时有相同体积的水以相同加速度在加速下降，综合起来台秤示数会减小．
突破练习。3．如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动．若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g＝10 m/s2.
关于热气球，下列说法正确的是( )
a．所受浮力大小为4 830 n
b．加速上升过程中所受空气阻力保持不变。
c．从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/s
d．以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 n
4． 如图所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直，在升降机运动过程中，物块未曾离开升降机的天花板．当升降机按如图所示的v－t图象上行时，升降机天花板所受压力f1和地板所受压力f2随时间变化的定性图象可能正确的是( )
考题3 对动力学两类基本问题的考查。
例3 某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示．他使木块以初速度v0＝4 m/s的速度沿倾角θ＝30°的斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v－t图线如图乙所示．g取10 m/s2.求：
1)上滑过程中的加速度的大小a1；
2)木块与斜面间的动摩擦因数μ；
3)木块回到出发点时的速度大小v.
审题突破 ①v－t图线为直线，说明木块做匀减速运动．
分析木块受力，画出受力示意图．
求解木块返回的加速度，注意与上滑时的加速度不同．
点拨提升。1． 用动力学方法解题时应抓住“两个分析”：“受力分析”和“运动过程分析”；“一个桥梁”：加速度的求解．
2． 多运动过程问题要逐一分析每一过程的受力情况和运动情况．两个运动过程转折点的受力、状态的特点，往往是解题的关键．
突破练习。5． 高空跳伞运动是跳伞者乘飞机、气球等航空器或其他器械升至高空后跳下，或者从陡峭的山顶、高地上跳下，如图所示．在张开降落伞之前可看做是自由落体运动，开伞后受到的空气阻力与速度成正比，运动员减速下降，最后匀速下降，在指定区域安全着陆．从下落时开始计时，在整个过程中，用v表示运动员下落的速度，h表示运动员从初位置开始下落的高度，f表示运动员受到的合力，ep表示运动员的重力势能(选地面为零势能面)，下列图象正确的是( )
6． 如图所示，以速度v0逆时针匀速运动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ，现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ(μ一、选择题。
1．如图所示，运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速直线向前跑，设球拍和球质量分别为m、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们之间的摩擦及空气阻力不计，重力加速度为g，则 (
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