第2讲　牛顿第二定律　两类动力学问题 2026年高考物理第一轮总复习

第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律两类动力学问题知识点一

牛顿第二定律

单位制1.

牛顿第二定律（1）内容：物体加速度的大小跟它受到的

成正比，跟它

的

成反比，加速度的方向跟

的方向相同.（2）公式：

⁠.（3）物理意义：它表明了力是产生

的原因.（4）适用范围：①只适用于研究

中运动与力的关系，不能用于非惯性系；②只适用于解决

物体的

运动问题，不能用来处理微

观粒子的高速运动问题.作用力质量作用力F＝ma

加速度惯性系宏观低速2.

单位制（1）单位制：由

和导出单位一起构成单位制.①基本单位：在力学中，选定

、时间和

⁠三个物理量

的单位为基本单位.②导出单位：根据物理公式中其他物理量和

的关系，

推导出的物理量的单位.基本单位长度质量基本物理量（2）国际单位制中常见的基本单位物理量名称符号单位名称单位符号质量m千克

⁠时间t秒

⁠长度l米

⁠电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]Kkgsm知识点二

超重和失重1.

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.（2）产生条件：物体具有

的加速度.2.

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.（2）产生条件：物体具有

的加速度.大于向上小于向下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）

⁠

的现象称为完全失重现象.（2）产生条件：物体的加速度a＝

，方向竖直向下.等于零g

（1）物体加速度的方向一定与合外力方向相同.

（

√

）（2）质量越大的物体，加速度越小.

（

✕

）（3）物体的质量与加速度成反比.

（

✕

）（4）物体受到外力作用，立即产生加速度.

（

√

）（5）可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况.

（

✕

）（6）物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小.

（

√

）√✕✕√✕√

考点1

对牛顿第二定律的理解

[典例1]如图所示，一轻弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点.

现用一物体m把弹簧压缩到A点，然后释放，物体能运动到C点静止，

物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，下列说法正确的是（

C

）A.

物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B.

物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变C.

物体从A到B先加速后减速，从B到C一直减速运动D.

物体在B点受力为零C解析：物体在A点时受两个力作用，向右的弹力kx和向左的摩擦力

Ff，合力F合＝kx－Ff，物体从A→B的过程，弹力由大于Ff减至为

零，所以开始一段合力向右，中间有一点合力为零，然后合力向左，

而v一直向右，故物体先做加速度越来越小的加速运动，在A到B中间

有一点加速度为零，速度达到最大，接着做加速度越来越大的减速运

动；物体从B→C过程，F合＝Ff为恒力，方向向左，所以物体做加速

度不变的匀减速运动，故C正确.考向2

牛顿第二定律的矢量性由于加速度的方向与合力的方向总相同，若已知合力方向，即可

确定加速度方向；反之，若已知加速度方向，即可确定合力的方向.[典例2]如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿

水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力（

D

）DA.

大小为mg，方向竖直向上B.

大小为ma，方向水平向右C.

大小与小球的加速度大小无关D.

方向与小球的加速度大小有关

考向3

牛顿第二定律的瞬时性加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、

同时消失，具体可简化为以下两种模型：[典例3]

（双选）如图，物块a、b和c的质量相同，

a和b

、

b和c之

间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点

O.

整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记

为a1，S1和S2相对于原长的伸长量分别记为Δ

l1和Δ

l2，重力加速度大

小为g.在剪断细线的瞬间（

AC

）ACA.

a1＝3gB.

a1＝0C.

Δl1＝2Δl2D.

Δl1＝Δl2解析：剪断细线前，把a、b、c看成整体，细线上的拉力为T＝3mg.

因在剪断瞬间，弹簧未发生突变，因此a、b、c之间的作用力与剪断

细线之前相同.则将细线剪断瞬间，对a隔离进行受力分析，由牛顿第

二定律得：3mg＝ma1得a1＝3g，A正确，B错误.由胡克定律知：2mg

＝kΔl1，mg＝kΔl2，所以Δl1＝2Δl2，C正确，D错误.考向4

牛顿第二定律的独立性（1）作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵守牛顿第

二定律.（2）物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和.

[典例4]如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于

竖直车厢壁上，当车的加速度增大时（

C

）A.

M受静摩擦力增大B.

M对车厢壁的压力减小C.

M仍相对于车厢静止D.

M受静摩擦力减小C解析：分析M受力情况如图所示，因M相对车厢壁静止，有Ff＝Mg，

与水平方向的加速度大小无关，A、D错误.水平方向，FN＝Ma，FN

随a的增大而增大，由牛顿第三定律知，B错误.因FN增大，物体与车

厢壁的最大静摩擦力增大，故M相对于车厢仍静止，C正确.考点2

对超重和失重的理解与应用[典例5]

（双选）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时

间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压

力（

AD

）ADA.

t＝2

s时最大B.

t＝2

s时最小C.

t＝8.5

s时最大D.

t＝8.5

s时最小解析：当电梯有向上的加速度时，人处于超重状态，人对地板的压力

大于重力，向上的加速度越大，压力越大，因此t＝2

s时，压力最

大，A项正确；当有向下的加速度时，人处于失重状态，人对地板的

压力小于人的重力，向下的加速度越大，压力越小，因此t＝8.5

s时

压力最小，D项正确.[变式]某人在地面上最多可举起50

kg的物体，当他在竖直向上运动

的电梯中最多举起了60

kg的物体时，电梯加速度的大小和方向为

（取g＝10

m/s2）（

D

）

A.2

m/s2，竖直向上C.2

m/s2，竖直向下D

超重和失重现象判断的技巧（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，向下的加速度为重力加

速度时处于完全失重状态.（3）从速度变化的角度判断：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.考点3

动力学两类基本问题考向1

已知受力求运动[典例6]

（2023·张家口模拟）如图所示，俯式冰橇是冬奥会的比赛

项目之一，其赛道可简化为起点和终点高度差为120

m、长度为1

200

m的斜坡.假设某运动员从起点开始，以平行赛道的恒力F＝40

N推动

质量m＝40

kg的雪橇由静止开始沿斜坡向下运动，出发4

s内雪橇发生

的位移为12

m，8

s末迅速登上雪橇与雪橇一起沿直线运动直到终点.

设运动员登上雪橇前后雪橇速度不变，不计空气阻力（取g＝10

m/s2，取赛道倾角的余弦值为1，正弦值按照题目要求计算）.求：（1）出发4

s内雪橇的加速度大小；答案：（1）1.5

m/s2

（2）雪橇与赛道间的动摩擦因数；答案：（2）0.05

解得μ＝0.05.（3）比赛中运动员到达终点时的速度大小.答案：（3）36

m/s

解得v2＝36

m/s.考向2

已知运动求受力[典例7]有一种大型游戏机，参加游戏的游客被安全带固定在座椅

上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40

m高处，然后

由静止释放.可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2

s后，开始受到恒

定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4

m高处时速度刚好减

小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地

面，取g＝10

m/s2.问：（1）座椅在匀减速阶段的时间是多少？答案：（1）1.6

s

（2）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少

倍？答案：（2）2.25倍解析：（2）设座椅匀减速阶段的加速度大小为a，座椅对游客的作用

力大小为F，由v＝at得a＝12.5

m/s2由牛顿第二定律得F－mg＝ma

（2）利用第一阶段的结果，座椅匀减速下降阶段，知道几个物理

量？能求出几个物理量？[提示]

（