【物理教案】2021江苏高考物理：第三章第2讲牛顿第二定律的基本应用

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第2讲　牛顿第二定律的基本应用

一、瞬时问题

1．牛顿第二定律的表达式为：F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与

物体所受合外力的方向一致．当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物

体运动的速度不能发生突变．

2．轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别

(1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为

0 .

(2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不

能发生突变．

自测 1　如图 1，A、B、C三个小球质量均为 m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连

在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态．现

将A上面的细线剪断，使 A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的

加速度分别是(重力加速度为 g)(　　)

图1

A．1.5g,1.5g,0

B．g,2g,0

C．g，g，g

D．g，g,0

答案　A

解析　剪断细线前，由平衡条件可知，A上端的细线的拉力为 3mg，A、B之间细绳的拉力

为2mg，轻弹簧的拉力为 mg.在剪断 A上面的细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球 C所受

合外力为零，所以 C的加速度为零；A、B小球被细绳拴在一起，整体受到二者重力和轻弹

簧向下的拉力，由牛顿第二定律得 3mg＝2ma，解得 a＝1.5g，选项 A正确．

二、超重和失重

1．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：物体具有向上的加速度．

2．失重

(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：物体具有向下的加速度．

3．完全失重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于

的现象称为完全失重现象．

(2)产生条件：物体的加速度 a＝g，方向竖直向下．

4．实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．

(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不

等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．

判断正误　(1)超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了．(　×

)

(2)物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用． (

×　)

(3)物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态．(　×　)

三、动力学的两类基本问题

1．由物体的受力情况求解运动情况的基本思路

先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由运动学的有关公式求出

速度或位移．

2．由物体的运动情况求解受力情况的基本思路

已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力．

3．应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问

题的纽带，分析流程如下：



自测 2　(2020·山东菏泽市模拟)一小物块从倾角为 α＝30°的足够长的斜面底端以初速度 v0

＝10 m/s 沿固定斜面向上运动(如图 2所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数 μ＝，g取10

m/s2，则物块在运动时间 t＝1.5 s 时离斜面底端的距离为(　　)

图2

A．3.75 m B．5 m C．6.25 m D．15 m

答案　B

解析　小物块沿斜面向上运动时加速度大小为 a＝gsin α＋μgcos α＝10 m/s2，物块运动到最

高点所需时间 t＝＝1 s<1.5 s，由于 mgsin α＝μmgcos α，小物块运动到最高点速度为零后，

将静止在斜面上不再运动，故此时小物块离斜面底端距离为 x＝＝5 m，选项 B正确.

1．两种模型

加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化

为以下两种模型：

2．解题思路

⇒⇒

3．两个易混问题

(1)图3甲、乙中小球 m1、m2原来均静止，现如果均从图中 A处剪断，则剪断绳子瞬间图甲

中的轻质弹簧的弹力来不及变化；图乙中的下段绳子的拉力将变为 0.

图3

(2)由(1)的分析可以得出：绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变．

例1　(2020·福建龙岩市质检)如图 4所示，在倾角为 θ＝30°的光滑固定斜面上，物块 A、B

质量均为 m.物块 A静止在轻弹簧上端，物块 B用细线与斜面顶端相连，A、B靠在一起，但

A、B之间无弹力．已知重力加速度为 g，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是(　　)

图4

A．细线剪断前，弹簧的弹力为 mg

B．细线剪断前，细线的拉力为 mg

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