三、牛頓運動定律（3）
【課 題】牛頓第二定律的應用（一）
【導學目標】
1、進一步加深對牛頓定律的理解
2、會運用牛頓第二定律處理連接體和超、失重問題
【知識要點】
一、超重和失重
1、當系統的加速度豎直向上時（向上加速運動或向下減速運動）發生“超重”現象，超出的部分是ma；當系統的加速度豎直向下時（向下加速運動或向上減速運動）發生“失重”現象，失去的部分是ma；當豎直向下的加速度是g時（自由落體運動或處于繞地球做勻速圓周運動的飛船里）發生“完全失重”現象。
2、不管物體處于失重還是超重狀態，物體本身的重力并沒有改變，而是對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）不等于物體本身的重力。
3、在完全失重的狀態下，平常一切由重力產生的物理現象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受到浮力、液體柱不再產生向下的壓強等。
二、簡單連接體問題的處理方法
在連接體問題中，如果不要求知道各個運動物體之間的相互作用力，并且各個物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個整體（當成一個質點）分析受到的外力和運動情況，應用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）；
如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統中隔離出來將內力轉化為外力，分析物體的受力情況和運動情況，并分別應用牛頓第二定律列出方程。
三、臨界問題的分析
臨界是一個特殊的轉換狀態，是物理過程發生變化的轉折點，在這個轉折點上，系統的某些物理量達到極值．臨界點的兩側，物體的受力情況、變化規律、運動狀態一般要發生改變；利用臨界值來作為解題思路的起點是一種很有用的思考途徑，也可以說是利用臨界條件求解．這類問題的關鍵在于抓住滿足臨界值的條件，準確地分析物理過程，進行求解．
【典型剖析】
[例1]（啟東市2008屆高三第一次調研）某同學把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運動并觀察體重秤示數的變化情況.下表記錄了幾個特定時刻體重秤的示數.（表內時間不表示先后順序）
時 間t0t1t2t3
體重秤示數/kg45.050.040.045.0
若已知t0時刻電梯靜止，則下列說法錯誤的是 （ ）
A．t1和t2時刻該同學的質量并沒有變化，但所受重力發生變化；
B．t1和t2時刻電梯的加速度方向一定相反；
C．t1和t2時刻電梯的加速度大小相等，運動方向不一定相反；
D．t3時刻電梯可能向上運動
[例2]（海門市2008屆第一次診斷性考試）如圖所示，水平地面上有兩塊完全相同的木塊AB，水平推力F作用在A上，用FAB代表A、B間的相互作用力，下列說法可能正確的是（ ）
A．若地面是完全光滑的，則FAB=F
B．若地面是完全光滑的，則FAB=F /2
C．若地面是有摩擦的，且AB未被推動，可能FAB=F/3
D．若地面是有摩擦的，且AB被推動，則FAB=F/2
[例3] 如圖所示，在光滑水平面上有一小車 A，其質量為mA=2．0 kg，小車上放一個物體B，其質量為mB＝1．0kg，如圖甲所示．給B一個水平推力F，當F增大到稍大于3.0N時，A、B開始相對滑動．如果撤去F，對A施加一水平推力F’，如圖乙所示，要使A、B不相對滑動，求F’的最大值．
[例4]（2008年蘇、錫、常、鎮四市調查二）（14分）如圖所示，質量為M的汽車通過質量不計的繩索拖著質量為m的車廂（可作為質點）在水平地面上由靜止開始做直線運動．已知汽車和車廂與水平地面間的動摩擦因數均為? ，汽車和車廂之間的繩索與水平地面間的夾角為? ，汽車的額定功率為P，重力加速度為g，不計空氣阻力．為使汽車能盡快地加速到最大速度又能使汽車和車廂始終保持相對靜止，問：
（1）汽車所能達到的最大速度為多少？
（2）汽車能達到的最大加速度為多少？
（3）汽車以最大加速度行駛的時間為多少？
[例5] 如圖所示物體A靜止在臺秤的秤盤B上，A的質量mA=10.5 kg，B的質量mB=1.5 kg，彈簧的質量忽略不計，彈簧的勁度系數 k=800 N／m．現給A施加一個豎直向上的力F，使它向上做勻加速直線運動．已知力F在t=0.2s內是變力，在0.2S后是恒力．求 F的最大值與最小值．（取g=10 m／s2）
【訓練設計】
1、（通州市2008屆第六次調研）如圖甲所示，輕彈簧一端豎直固定在水平地面上，其正上方有一個物塊，物塊從高處自由下落到彈簧的上端O處，將彈簧壓縮了x0時，物塊的速度變為零．從物塊與彈簧接觸開始，在圖乙中能正確反映物塊加速度的大小隨下降的位移x變化的圖象可能是（ ）
2、（鹽城市2008屆六所名校聯考）如圖所示，一質量為M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一質量為m的物體A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面勻速上滑，在A上滑的過程中直角劈B相對地面始終靜止，則關于地面對劈的摩擦力f及支持力N正確的是（ ）
A．f = 0 ，N = Mg+mg B．f向左，N
A．0，0 ； B．0，g ；
C．0，3g /2 ； D．g ，3g /2 ；
4、（2011江蘇第9題）如圖所示，傾角為α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足夠長的輕質綢帶跨過斜面的頂端鋪放在斜面的兩側，綢帶與斜面間無摩擦�，F將質量分別為M、m(M>m)的小物塊同時輕放在斜面兩側的綢帶上。兩物塊與綢帶間的動摩擦因數相等，且最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等。在α角取不同值的情況下，下列說法正確的有（ ）
A．兩物塊所受摩擦力的大小總是相等
B．兩物塊不可能同時相對綢帶靜止
C．M不可能相對綢帶發生滑動
D．m不可能相對斜面向上滑動
5、（南京市2008屆4月高三調研考試）如圖（a）所示，質量為M = 10kg的滑塊放在水平地面上，滑塊上固定一個輕細桿ABC，∠ABC = 45?．在A端固定一個質量為m = 2kg的小球，滑塊與地面間的動摩擦因數為? = 0.5．現對滑塊施加一個水平向
右的推力F1 = 84N，使滑塊做勻加速運動．求此時輕桿對小球作用力F2的大小和方向．（取g＝10m/s2），有位同學是這樣解的??
小球受到重力及桿的作用力F2，因為是輕桿，所以F2方向沿桿向上，受力情況如圖（b）所示．根據所畫的平行四邊形，可以求得：
F2 ＝ mg ＝ ×2×10N ＝ 20 N．
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