2026版创新设计高考一轮复习物理学生用-第2讲　牛顿第二定律的基本应用

第2讲牛顿第二定律的基本应用学习目标1.会用牛顿第二定律分析计算物体的瞬时加速度。2.掌握动力学两类基本问题的求解方法。3.知道超重和失重现象,并会对相关的实际问题进行分析。1.2.3.4.1.思考判断(1)已知物体受力情况,求解运动学物理量时,应先根据牛顿第二定律求解加速度。()(2)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定。()(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。()(4)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于物体的重力。()(5)加速上升的物体处于超重状态。()(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。()(7)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。()2.(人教版必修第一册P110“思考与讨论”改编)某同学在一个力传感器上进行下蹲和站起的动作,在动作过程中力传感器的示数随时间的变化情况如图所示,则该同学在超重状态下加速度的最大值约为()A.6m/s2 B.5m/s2C.4m/s2 D.3m/s2考点一瞬时问题的两类模型两类模型例1(2024·湖南卷,3)如图,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为()A.g,1.5g B.2g,1.5gC.2g,0.5g D.g,0.5g听课笔记

衔接教材(人教版必修第一册P114B组T1)如图,两个质量相同的小球A和B之间用轻弹簧连接,然后用细绳悬挂起来,剪断细绳的瞬间,A和B的加速度分别是多少?衔接分析教材练习题第1题和湖南卷第3题都考查了绳、弹簧的瞬时问题,利用牛顿第二定律分析,外界条件突变时弹簧类瞬时加速度,课本练习题中是两球、一弹簧,2024湖南卷是四球、两弹簧,提高了难度,考查整体法与隔离法等方法的应用。跟踪训练1.(2025·八省联考山陕青宁卷,6)如图,质量均为m的两个相同小球甲和乙用轻弹簧连接,并用轻绳L1、L2固定,处于静止状态,L1水平,L2与竖直方向的夹角为60°,重力加速度大小为g。则()A.L1的拉力大小为3mgB.L2的拉力大小为3mgC.若剪断L1,该瞬间小球甲的加速度大小为3gD.若剪断L1,该瞬间小球乙的加速度大小为g考点二动力学的两类基本问题1.解决动力学两类基本问题的思路2.解题关键(1)做好两类分析:受力分析和运动过程分析。(2)搭建两个桥梁:联系运动和力的桥梁——加速度,联系各物理过程的桥梁——连接点的速度。例2(2025·辽宁沈阳模拟)如图所示为设计的一种高楼新型逃生通道,当楼房发生火灾时,人可以通过该通道滑到地面。通道的长度可以适当调节。若某次将通道调节后使其全长为28m,通道入口搭建在距地面高16.8m的窗口。在通道中,人双臂双腿并拢下滑时只受到底面的摩擦力,大小为重力的0.4倍,当速度过快时,张开双臂双腿增加了人与侧壁的摩擦,受到摩擦力为并拢时的两倍。若人在通道中刚开始双臂双腿并拢由静止加速下滑,之后某时刻张开双臂双腿减速直到离开通道,人的运动可视为直线,不计空气阻力,g=10m/s2,求:(1)人双臂双腿并拢下滑时的加速度大小;(2)为了确保安全,人滑到底端时的速度不能超过4m/s,人在通道中下滑的最大速度和最短时间。

例3钢架雪车比赛的一段赛道如图所示,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,g=10m/s2,求雪车(包括运动员):(1)在直道AB上的加速度大小;(2)在C点的速度大小;(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。

动力学问题的解题步骤跟踪训练2.(多选)(2025·陕西安康模拟)如图所示,一辆货车以72km/h的速度沿平直公路匀速行驶,车斗内载有一个质量为500kg的长方体货箱,货箱的前后两侧各被一条沿水平方向的绳子分别固定在车斗前后的栏板上,每根绳子的长度均为2m且绳子能承受的最大张力均为1000N。已知货箱与车斗底板间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绳子的重力,重力加速度g取10m/s2,两条绳子在同一与货箱侧面垂直的水平线上。若前方突遇紧急情况要求货车刹车后必须在25m内停下来,货车的刹车过程可视为匀减速直线运动,下列说法正确的是()A.货车加速度大小的最小值为8m/s2B.货箱将首先与车斗前栏板相撞C.货箱将首先与车斗后栏板相撞D.刹车过程货箱能够相对车斗静止考点三超重与失重现象对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。(2)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。(3)尽管物体的加速度方向不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。角度超、失重现象的图像问题例4(2025·江苏江阴模拟)在沿竖直方向运行的电梯中,把物体置于放在水平面的台秤上,台秤与力传感器相连,当电梯从静止开始加速上升,然后又匀速运动一段时间,最后停止运动时,与传感器相连的电脑荧屏上显示出传感器的示数与时间的关系图像如图所示,g取10m/s2。下列说法正确的是()A.18~20s过程中,物体的重力先变小后变大B.该物体的质量为5kgC.电梯在超重时最大加速度大小约为16.67m/s2D.电梯在失重时最大加速度大小约为6.67m/s2听课笔记

角度超、失重现象的分析和计算例5(2024·全国甲卷,22)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为9.8m/s2。(1)电梯静止时测力计示数如图所示,读数为N(结果保留1位小数)。

(2)电梯上行时,一段时间内测力计的示数为4.5N,则此段时间内物体处于(选填“超重”或“失重”)状态,电梯加速度大小为m/s2(结果保留1位小数)。

总结提升判断超重和失重的方法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从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,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从速度变化的角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重②物体向下加速或