2024年高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律课件

第2讲牛顿第二定律课

程

标

准通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、质量的关系．理解牛顿第二定律．

素

养

目

标科学思维：(1)掌握动力学两类基本问题的求解方法．(2)会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．必备知识·自主落实关键能力·精准突破必备知识·自主落实必备知识·自主落实一、动力学两类基本问题1．从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由____________求出物体的加速度，再通过________的规律确定物体的运动情况．2．从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据________规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据_____________求出力．牛顿第二定律运动学运动学牛顿第二定律二、超重和失重

重力没有发生变化1．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象，叫作失重现象．(2)产生条件：物体具有________的加速度．2．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象，叫作超重现象．

(2)产生条件：物体具有________的加速度．小于竖直向下大于竖直向上3．完全失重

由重力引起的现象将消失(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有________，这种现象叫作完全失重状态．(2)产生条件：加速度a＝______，方向________．作用力g竖直向下走进生活蹦极(Bungee

Jumping)，也叫机索跳，白话叫笨猪跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动．参与该活动的人向下运动的过程中(1)在弹性绳刚伸直前，人处于完全失重状态.(

)(2)处于完全失重的人，不受重力的作用．(

)(3)在弹性绳刚伸直后下降的一小段距离内，人处于失重状态.(

)(4)在人下降到最低点前的一小段距离内，人处于超重状态.(

)√×√√关键能力·精准突破考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1．两种基本模型的特点(1)轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值．(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，当它两端始终有连接物时其弹力不能突变，大小和方向均不变．2．求解瞬时加速度的一般思路例1两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图所示．现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则(

)A．a1＝g，a2＝g

B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0

D．a1＝2g，a2＝0答案：A解析：由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g.故选项A正确．【考法拓展1】

在[例1]中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图所示，则下列选项中正确的是(

)A．a1＝g，a2＝gB．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0D．a1＝2g，a2＝0答案：D解析：剪断轻绳OA的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg，小球B所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为a1＝2g，a2＝0.故选项D正确．

答案：B解析：细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为零．烧断前，分析整体受力可知线的拉力为FT＝2mgsinθ，烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mgsinθ，所以A球的瞬时加速度为aA＝2gsin30°＝g，aB＝0，故选项B正确．

答案：C

答案：BD

考点二超重与失重问题判断超重和失重的方法(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，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态．考向1超、失重现象的分析判断例2[2023·山东潍坊检测]如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲、乙均静止．将连接地面的细绳剪断瞬间(

)A.甲球的加速度为gB．甲球处于失重状态C．乙球处于超重状态

D．乙球处于平衡状态答案：C解析：剪断细绳前，小球甲受重力2mg、橡皮绳的拉力F，由力的平衡条件得F＝2mg；小球乙受重力mg、橡皮绳的拉力F以及细绳的拉力T，由力的平衡条件得F＝T＋mg，解得T＝mg.剪断细绳瞬间，细绳的拉力消失，而橡皮绳的拉力不变，所以小球甲的合力为零，加速度为零，A、B错误．对小球乙有F－mg＝ma，解得a＝g、方向向上，所以小球乙处于超重状态，C正确，D错误．考向2超、失重现象的图像问题例3[人教版必修一P101问题改编]某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器示数随时间变化的F－

t图像如图所示，则(

)A．该同学重力约为500NB．该同学重力约为700NC．该同学完成了两次下蹲和起立D．该同学完成了四次下蹲和起立答案：A解析：结合图像分析可知，该同学的重力约为500N，①和②是下蹲过程，④和⑤是起立过程，即这个同学完成了一次下蹲与起立，选项A正确，选项B、C、D错误．[教你解决问题]读图针

对

训

练3.如图所示，两位同学用已经校准过的弹簧测力计(精度为0.2N)在电梯中做实验，他们先将测力计挂在固定于电梯壁的钩子上，然后将一质量为0.2kg的物体挂在测力计挂钩上(g取10m/s2)，对于下图中的各图分别对应电梯可能的运动情况，下列说法正确的是(

)A．甲图中电梯正在以a＝1m/s2的加速度匀加速向下运动B．乙图中电梯正在匀速向上运动C．丙图中电梯正在以a＝1m/s2的加速度匀减速向下运动D．丁图中电梯正在匀速向上运动答案：B

答案：B

针

对

训

练4.[2023·湖南永州模拟](多选)现在大型室外活动通常用无人飞机进行航拍．如图所示，一质量m＝2kg的无人飞机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2s，然后匀速向上运动3s，接着匀减速向上运动4s速度恰好为零，之后悬停进行航拍．已知无人飞机上升过程中的最大速度为vm＝4m/s，受到的空气阻力恒为f＝1N，重力加速度大小g＝10m/s2，则(

)A．无人飞机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25NB．无人飞机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20NC．无人飞机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是18ND．无人飞机上升的总高度为24m答案：AD

5．[2022·浙江1月]第24届冬奥会在我国举办．钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(如图2所示)，到C点共用时5.0s．若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin15°＝0.26，求雪车(包括运动员)(1)在直道AB上的加速度大小；(2)过C点的速度大小；(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小．

典例1

[2021·全国甲卷]如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上．横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变．将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关．若θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将(

)A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小

D．先减小后增大答案：D

模型2等时圆模型(常见情况)1.“等时圆”满足条件

典例2

[2023·武汉武昌质检]如图所示，倾角为θ的斜面MN上的B点固定一光滑圆弧槽AB(对应的圆心角小于10°)，其圆心在B点正上方的O点，另外，光滑斜面OC和OD