【高考一轮讲练】 牛顿第二定律的基本应用(课件)-2024届高三物理一轮单元复习讲练(新教材新高考)

体的视重。
通关练习
考向1 生活中的超重与失重
1．如图所示，一蹦极爱好者正进行蹦极。从爱好者跳出高台直至最后在
空中静止下来的整个运动过程中，下列说法正确的是（ C ）
A．爱好者在加速下落过程中，其惯性增大
B．爱好者离开高台瞬间，其速度和加速度都为零
C．爱好者第一次下落到最低点时，其处于超重状态
D．爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳对
CD．匀减速直线运动的加速度大小即为图线在0.76~1.00s时间段内的斜率
a
10
125
m/s 2
m/s 2 由牛顿第二定律F-mg=ma可得缓冲发动机对返回舱
1.00 0.76
3
的作用力约为F≈1.6×105N由于F＞mg，返回舱减速过程中，返回舱处于超重
状态，所以舱内的宇航员也处于超重状态，CD错误。故选A。
知识点梳理
2．对超重和失重问题的三点提醒
(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。
(2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具
有竖直向上的分量，物体就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下
的分量，物体就处于失重状态。
(3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物
终在木板上，则物块放到木板上后，下列图中关于a、b运动的速度时间图像可能正
确的是（D ）
A.
B.
C.
D.
通关练习
【答案】D
【解析】长木板a和滑块b速度达到相对之前，b相对a向左运动，
b受到a向右的摩擦力和恒力F，a受到b向左的摩擦力，a做减速运
动，b做加速运动，由于不清楚a、b质量以及恒力的大小，无法
称为超重现象．
(2)产生条件：物体具有向上的加速度．
2．失重
(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况
称为失重现象．
(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(或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象．
(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．
速度向上，人处于超重状态；随着人向上运动，绳的拉力逐渐减小，当拉
力等于重力时，人处于平衡状态，速度达到最大；人继续上升，绳的拉力
小于重力，加速度向下，人处于失重状态，故D错误。故选C。
通关练习
考向2 与超重失重有关的图像问题
2．加速度传感器是一些智能手机上配备的较为实用的软件，能显示物体运动过程中
D．为了乘客的安全，修建的水平滑道长度至少为
L sin

通关练习
【答案】A
【解析】A．乘客从坡顶由静止开始沿直线滑道滑下，设到坡底的大小
v0 v
速度为v，沿水平直线滑道减速至停下，由v
可知，加速下滑与水
2
平减速两段过程中的平均速度的大小相同，故A正确；
sin
B．为保证乘客能顺利沿滑道滑下，则有mgsinθ＞μmgcosθ可得
FB=2+2t(N)
当A、B物体间相互作用力为零时，二者分离，对A、B整体有FA+FBμ(mA+mB)g=(mA+mB)a
解得a=1m/s2对B有FB-μmBg=mBa解得FB=8N代入FB=2+2t(N)可得t=3s故A错误；
B．A、B物体分离前加速度不变，则有v=at3m/s故B正确；
C．t=1s时，有FB=2+2t(N)=4(N)对B有F+FB-μmBg=mBa解得F=4N故C错误；
的加速度变化情况。现出于安全角度，需要分析某升降机在实际运行过程中的加速度，
将手机放置于升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，
得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。
D．0~1s内，根据动量定理有IFB-μmBgt1+IAB=mBv；v1=at1根据图像可知 I F FBt1 3N s
B
解得A对B的作用力的冲量大小为IAB=5N·s故D正确。故选BD。
知识点梳理
知识点二：超重与失重
考点1 超重与失重的概念
1．超重
(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况
cos
故B错误；
mg sin mg cos
C．由 a
g sin g cos 可知，加速度与乘客的质
m
量无关，故C错误；
L si n
2( g sin g cos ) L v 2
x

L cos 故D错误。故选A。
D．由
可得

2 gx v 2
2024届
高考一轮复习讲练·课件
3.2 牛顿第二定律的基本应用
目录
C
O
N
T
E
N
T
01
复习目标
02
单元导图
03
知识点梳理
通关练习
S
复习目标
1、利用牛顿第二定律处理动力学两类基本问题、超
重失重、等时圆和动力学图像问题。
2、学会用牛顿第二定律解决实际生活问题。
单元导图
知识点梳理
知识点一：动力学两类基本问题
比较a、b加速度的关系，a、b共速后，若在F作用下，a、b间的
摩擦力没有达到最大静摩擦力，对a、b整体由牛顿第二定律可知，
a、b一起做加速运动，若在F作用下，a、b间的摩擦力达到最大
静摩擦力后，则a、b加速度大小不相等，均做加速运动。故选D。
通关练习
考向4 at图像
4.物块a、b中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块a的质量为1kg，
1
3
D．弹簧伸长量最大时，b的速度大小为 m/s
）
通关练习
【答案】BD
【解析】A．t=0时，对物块a根据牛顿第二定律有F=maaa=1N，t=1s时，设
弹簧弹力大小为T，对a、b根据牛顿第二定律有F-T=maa'a；T=mbab联立以上
三式解得mb=2kg故A错误；
B．恒力F的冲量为I=Ft=1N·s故B正确；
相互联系的桥梁。
4.常用方法
（1）合成法
在物体受力个数较少（2个或3个）时一般采用合成法。
（2）正交分解法
若物体的受力个数较多（3个或3个以上）时，则采用正交分解法。
通关练习
考向1 已知受力情况求运动情况
1．如图所示，某景区有一座与水平面夹角为θ，长度为L的小山坡，欲利用此地形修建
一座滑草场。乘客乘坐设备从坡顶由静止开始沿直线滑道滑下，并平滑进入到水平直
mg－F＝maF＝m
（g－a）
加速下降或减速上
升
完全失重现象
物体对支持物的压力
（或对悬挂物的拉力
）等于零的现象
物体的加速度方向竖
直向下，大a＝g
mg－F＝ma＝mgF＝0
以a＝g加速下降或减
速上升
知识点梳理
考点3 超重与失重的的判断方法
1．判断超重和失重现象的三个角度
(1)从受力的角度判断：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体
擦因数均为0.1，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（BD ）
A．t=1.5s时，物体A、B分离
B．物体A、B分离瞬间，物体A的速度大小为3m/s
C．t=1s时，A对B的作用力大小为5N
D．0~1s内，A对B的作用力的冲量大小为5N·sຫໍສະໝຸດ 通关练习【答案】BD
【解析】A．根据图像可知推力FA、FB随时间变化的函数表达式分别为FA=8-2t(N)；
线滑道减速至停下。整个滑道上铺设的草皮与滑草设备底面的动摩擦因数为μ，设乘客
始终保持规范姿态且不调整设备，忽略空气阻力影响。下列说法正确的是（ A ）
A．加速下滑与水平减速两段过程中的平均速度的大小相同
B．为保证乘客能顺利沿滑道滑下，要满足动摩擦因数μ＞tanθ
C．不同体重的乘客沿滑道加速下滑的过程中加速度不同
考点1 动力学的两类基本问题
1.基本思路
找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个
过程的初速度,若过程较为复杂,
可画位置示意图确定位移之间的联系。
知识点梳理
2.基本步骤
知识点梳理
3.解题关键
（1）两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。
（2）两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间
与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。
通关练习
考向3 vt图像
3．如图所示，一长木板a在光滑水平地面上运动，某时刻将一个相对于地面静止的
物块b轻放在木板上，此时a的速度为v0，同时对b施加一个水平向右的恒力F，已知
物块与木板的质量相等，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始
B．最后一秒内的平均速度大小为5m/s
C．返回舱减速过程中，航天员处于失重状态
D．缓冲发动机对返回舱的作用力约为3.2×105N
通关练习
【答案】A
【解析】A．由v-t图像可知，返回舱在缓冲发动机启动之前做匀速下降，缓冲
发动机启动之后匀减速直线下降，匀减速直线运动位移即为图线与0.76-1.00s
1
（1）分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意
义，掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点。
（2）注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交
点，图线的转折点，两图线的交点等。
（3）明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情景结合起来，
应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像
通关练习
考向2 已知运动情况求受力情况
2．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆，已知返回舱总质量约为
3100kg。快到地面时，返回舱的缓冲发动机向下喷气，落地时速度恰好为0。返回舱
落地前最后一秒的v-t图像如图，g取10m/s2，下列描述正确的是（ A ）
A．返回舱距离地面1.2m时，缓冲发动机启动
知识点梳理
知识点2 动力学图像问题
1.常见图像
v－t图像、a－t图像、F－t图像、F－a图像等。
2.题型分类
（1）已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。
（2）已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力
情况。
（3）由已知条件确定某物理量的变化图像。
知识点梳理
3.解题策略
爱好者的拉力大于重力，处于超重状态
通关练习
【答案】C
【解析】A．惯性的大小只与物体的质量有关，质量不变，惯性大小不变，
故A错误；
B．爱好者离开高台瞬间，速度为零，加速度不为零，故B错误；
C．爱好者第一次下落最低点时，绳的拉力大于重力，具有向上的加速度，
处于超重状态，故C正确；
D．爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳的拉力先大于重力，加
C．a-t图像与坐标所围的面积表示速度的变化量，所以t=ls时b的速度
1
vb 0.3 1m/s 0.15m/s 故C错误；
2
D．根据动量定理可知撤去拉力时，a、b组成的系统动量为p=I=1kg·m/s
撤去拉力后，根据图像可知a的速度大于b的速度，则a、b之间距离还将继
续增大，此时a、b组成的系统动量守恒，弹簧伸长量最大时，a、b的速度
2
坐标轴围成的面积 s 1.00 0.76 10m 1.2m
故返回舱距离地面1.2m时，缓冲发动机启动，A正确；
B．最后一秒内返回舱的总位移s总=(0.76×10+1.2)m=8.8m其在最后一秒的平均
速度大小为 v s总 8.8 m/s=8.8m/s 故B错误；
t
1
如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长。t=0时对物块a施加水平向右
的恒力F，t=ls时撤去F，在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示，
弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程下列分析正确的是（
A．b物块的质量为3kg
B．恒力F的冲量为1N·s
C．t=ls时b的速度小于0.15m/s
1
相同，设为v，则p=(ma+mb)v解得 v m/s 故D正确。故选BD。
3
通关练习
考向5 Ft图像
5.如图甲所示，A、B两个物体相互接触但不黏合，放置在粗糙水平地面上，
两物体的质量分别为mA=1kg，mB=4kg。t=0时，推力FA、FB分别作用于A、
B上，FA、FB随时间t的变化规律如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩
知识点梳理
考点2 超重、失重和完全失重的比较
超重现象
物体对支持物的压
力（或对悬挂物的
概念
拉力）大于物体所
受重力的现象
物体的加速度方向
产生条件
竖直向上
F－mg＝maF＝m（
原理方程
g＋a）
加速上升或减速下
运动状态
降
失重现象
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
物体的加速度方向
竖直向下
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；向下的加速度恰好等于重力加速度时处于完全失重
状态。
(3)从速度变化角度判断：物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或
向上减速时，失重。