《2022届高三物理高频考点微专题（全国通用）》微专题04牛顿第二定律应用三导学案（解析版）

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微专题 03 牛顿第二定律的应用三

任务一：超重失重

例1：杯中小球的密度小于杯中水的密度，小球固定在弹簧上，弹簧下端固定在杯底，当该装置静止时，

弹簧伸长，那么，将该装置向上斜抛出去时，在向上运动的过程中弹簧的伸长将（　　）

A．仍为 B．大于 C．等于零 D．小于大于零

【答案】C

【解析】

小球开始受重力、浮力和弹簧的拉力处于平衡状态，当装置向上斜抛出去时，处于完全失重状态，浮力消

失，小球的加速度竖直向下，大小等于 g，则弹簧的拉力为零，形变量为零。故 ABD 错误，C正确。故选

C。

任务二：动态运动分析

例2．“神舟五号”飞船完成了预定的空间科学和技术试验任务后，返回舱开始从太空向地球表面按预定

轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后，在一定的高度打开阻力

降落伞进一步减速下降，这一过程中若返回舱所受空气摩擦阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻

力系数）为 k，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落，从某时刻开始计时，返回舱的速度——时间图

象如下图中的 AD 曲线所示，图中 AB 是曲线在 A点的切线，切线交于横轴一点 B，其坐标为

（8，0），CD 是曲线 AD 的渐近线，假如返回舱总质量为 M＝400kg，重力加速度 g取10m/s2。

试问：

（1）返回舱在这一阶段是怎样运动的；

（2）在 t＝0时，返回舱的加速度多大；

（3）计算阻力系数 k。

【答案】（1）减速运动；（2）a大小为 20m/s2，方向向上；（3）

【解析】

（1）由 v-t图像可知，返回舱做加速度在减小的减速运动（2）t＝0时，（a大小为

20m/s2，方向向上）（3）设返回舱浮力为 F

时（其中，）处于 D处时，返回舱做匀速直

线运动

（其中）联立可得

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