2022届高考物理一轮复习课件： 第二讲 牛顿第二定律的应用 瞬时突变、斜面时间、超失重模型

这是一份2022届高考物理一轮复习课件： 第二讲 牛顿第二定律的应用 瞬时突变、斜面时间、超失重模型，文件包含第二讲牛顿第二定律应用瞬时突变斜面时间超失重模型pptx、摆线定义mp4等2份课件配套教学资源，其中PPT共31页， 欢迎下载使用。

思考：把所有的绳换成杆结果有什么区别吗？
第二讲　牛顿第二定律的应用
思考：小球质量均为m，请判断剪断最上面的绳子后，小球的加速度？
1.绳、杆的力按需分配，可以突变
2.弹簧橡皮筋弹性绳的力不能突变
3.V不能突变，a可以突变
类型(一)　已知受力情况求运动情况[例1]　(2021·全国甲卷)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将(　 )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大
提能点(三)　动力学的两类基本问题
1.等底光滑斜面450时间最短
思考：小球从哪个光滑面下滑时间较短？
2.等高光滑斜面900时间最短
针对训练1：如图所示，两个完全相同的小球，从光滑的a管和b管由静止下滑，管径略大于小球直径，设转弯处无能量损失，B、D在同一水平面，ABCD为长方形，两球落到C处的时间分别为Ta、Tb，则（ ）A.Ta>TbB.Ta针对训练2：如图所示，两个完全相同的小球分别套在光滑的a轨道和b轨道上，两个小球分别沿着两个轨道从顶端由静止下滑，两球走到低端的的时间分别为Ta、Tb，则（ ）A.Ta>Tb B.Ta意大利科学家伽利略在1630年提出:“一个质点在重力作用下，从一个给定点到不在它垂直下方的另一点，如不计摩擦力，问沿着什么曲线滑下所需时间最短”。他认为是一条圆弧线，但没有证明。
瑞士数学家约翰．伯努利在1696年再提出这个最速降线问题征求解答。次年已有多位数学家得到正确答案，其中包括牛顿、莱布尼兹、洛必达和雅各布.伯努利等。他们都证明了最短时间是一条摆线
由变分法理论知，上面极小值的积分方程的解所满足的欧拉方程为：
思考：一小环从如图所示的3条光滑轨道顶端静止滑下，试判断在各光滑轨道上滑行的时间大小？
思考：一小环从如图所示的3条光滑轨道顶端静止滑下，试判断在各光滑轨道上滑行的时间大小？
针对训练3：如图所示，在竖直面内有一圆，圆内OD为水平线，圆周上有三根互成300的光滑杆OA、OB、OC，每根杆上套着一个小球（图中未画出）。现让一个小球分别沿三根杆顶端无初速下滑到O,所用的时间分别为tA、tB、tC，则（ ）
针对训练4：(多选)如图4所示，Oa、Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d位于同一圆周上，c为圆周的最高点，a为最低点，O′为圆心.每根杆上都套着一个小滑环(未画出)，两个滑环从O点无初速度释放，一个滑环从d点无初速度释放，用t1、t2、t3分别表示滑环沿Oa、Ob、da到达a、b所用的时间.下列关系正确的是( )A.t1＝t2 B.t2>t3C.t1超级挑战：如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，它们处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ.现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（ ）A.tAB＝tCD＝tEF B.tAB>tCD>tEFC.tAB[例2]　如图所示，俯式冰橇是冬奥会的比赛项目之一，其赛道可简化为起点和终点高度差为120 m、长度为1 200 m的斜坡，假设某运动员从起点开始，以平行赛道的恒力F＝40 N推动质量m＝40 kg的冰橇由静止开始沿斜坡向下运动，出发4 s内冰橇发生的位移为12 m,8 s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点。设运动员登上冰橇前后冰橇速度不变，不计空气阻力，求：(g取10 m/s2，取赛道倾角的余弦值为1，正弦值按照题目要求计算)(1)出发4 s内冰橇的加速度大小；(2)冰橇与赛道间的动摩擦因数；(3)比赛中运动员到达终点时的速度大小。
得：a1=1.5 m/s2　
(1)出发4 s内冰橇的加速度大小；(2)冰橇与赛道间的动摩擦因数；(3)比赛中运动员到达终点时的速度大小。
得:a1=1.5m/s2　
(2) F+mgsinθ-μmgcsθ=ma1　
(3) v8=a1t8=12m/s　
得:a2=0.5m/s2
Mgsinθ-μMgcsθ=Ma2　
加速下降又是什么关系？
思考：斜劈对地面的压力FN与Mg+mg的大小关系？
思考：物体加速上升，支持力和拉力与重力的大小是什么关系？
1.有竖直方向的分a就有超失重
2.超失重与V方向无关
空间站、自由下落的电梯，飞机
超重、失重问题超重、失重的判断1．(2022·佛山模拟)如图(a)所示，老师用力传感器提着重物在竖直方向上做了一个超、失重实验，并截取了电脑显示器上所显示F-­t图像的其中一段，如图(b)所示，则(　 )A．t0阶段重物一定处于静止状态B．t1到t2阶段重物先向上加速后向下减速C．t2阶段重物处于超重状态D．t3阶段重物处于静止状态或匀速直线运动状态
 根据失重分析物体的运动状态2. 如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球。A、B两球分别连接在两根弹簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内。若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力，ρ木＜ρ水＜ρ铁)( 　 )A．A球将向上运动，B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动，C球不动C．A球将向下运动，B球将向上运动，C球不动D．A球将向上运动，B球将向下运动，C球不动
 超重、失重的应用3. (2020·山东等级考)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是( 　 )A．0～t1时间内，v增大，FN＞mgB．t1～t2时间内，v减小，FN＜mgC．t2～t3时间内，v增大，FN＜mgD．t2～t3时间内，v减小，FN＞mg