第12天 牛顿第二定律的应用、超重和失重（原卷版） -【寒假自学课】2023年高一物理寒假精品课（人教版2019）

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第12 天 牛顿第二定律的应用、超重和失重（复习篇）
1.熟练掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的思路和方法.
2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁．
3.了解测量重力的两种方法，知道什么是视重.
4.知道什么是超重和失重现象，会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题．
1. 刹车痕迹是交警判断交通事故中汽车是否超速的重要依据之一，在一次交通事故中，货车司机
看到前方道路上突然窜出一头耕牛时紧急刹车，但还是发生了事故．交警在现场量得货车的刹车痕
迹长为 15 m，已知货车车轮与地面间的动摩擦因数是 0.6，请你帮助交警计算货车的初速度大约为(
)
A．40 km/h B．50 km/h
C．60 km/h D．70 km/h
2. 某同学站在电梯底板上，如图所示的 v－t图像是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的
情况(竖直向上为正方向)．根据图像提供的信息，可以判断下列说法正确的是(　　)
A．在 0～20 s 内，电梯向上运动，该同学始终处于超重状态
B．在 0～5 s 内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C．在 5～10 s 内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力
D．在 10～20 s 内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态
一、从受力确定运动情况
1．基本思路
分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式
及物体运动的初始条件确定物体的运动情况．
2．流程图
二、从运动情况确定受力
1．基本思路
分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；
再分析物体的受力，求出物体受到的作用力．
2．流程图
四、超重和失重
1．对视重的理解
当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上相对静止时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，
大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．
当物体处于超重或失重状态时，物体的重力并未变化，只是视重变了．
2．超重、失重的比较
特征状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图
平衡 a＝0F＝mg
静止或匀速直
线运动
超重
竖直向上或
有竖直向上
的分量
由F－mg＝ma 得F＝
m(g＋a) >mg
向上加速或向
下减速
失重
竖直向下或
有竖直向下
的分量
由mg－F＝ma 得F＝
m(g－a) <mg
向下加速或向
上减速
完全失重 a＝g F＝0
自由落体运
动、竖直上抛
运动
一、多过程问题分析
例题 1. 如图所示，一足够长的斜面倾角 θ为37°，斜面 BC 与水平面 AB 平滑连接，质量 m＝2 kg 的
物体静止于水平面上的 M点，M点与 B点之间的距离 L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因
数均为 μ＝0.5，现物体受到一水平向右的恒力 F＝14 N 作用，运动至 B点时撤去该力，(sin 37°＝
0.6，取g＝10 m/s2)则：
(1)物体在恒力 F作用下运动时的加速度是多大？
(2)物体到达B点时的速度是多大？
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
解题归纳：多过程问题分析
1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成．将复
杂的过程拆分为几个子过程，分析每一个子过程的受力情况、运动性质，用相应的规律解决问题．
2．注意分析两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，
它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用．
二、判断超重、失重状态的方法
例题 2. 2021 年9月17 日，搭载着 3名英雄航天员的神舟十二号载人飞船返回舱成功着陆于东风着
陆场，标志着神舟十二号返回任务取得圆满成功．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受
超重与失重的考验，下列说法正确的是(　　)
A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态
B．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力
C．在飞船绕地球运行时，宇航员处于完全失重状态，则宇航员的重力消失了
D．飞船落地前减速下落时，宇航员处于失重状态
解题归纳：判断超重、失重状态的方法
1．从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重
力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．
2．从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失
重状态，向下的加速度为 g时处于完全失重状态．
3．注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关．
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