第二章专题2　牛顿第二定律的基本应用课件2027届高考物理一轮专题复习（人教版）

课时2牛顿第二定律的基本应用考点一瞬时性问题基础梳理1.瞬时性问题特点当物体所受合力发生突变时,加速度也同时发生突变,而物体运动的速度不能发生突变。2.两种模型典例精析1.关键点:瞬时性问题两类模型特点2.瞬时性问题的解题思维链命题视角1考查弹簧、蹦床类模型,注意弹力不瞬间突变【典例1】(中等)(2025·金华二模)如图所示,用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连,B的上端通过轻绳悬挂于天花板,处于静止状态。重力加速度为g,若将轻绳剪断,则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为(

)A.g,g

B.0,2g

C.3g,0

D.0,3gD解析:D剪断轻绳前,对A分析,由平衡条件可知F弹=4mg,若将轻绳剪断,由于弹簧的弹力不发生突变,A还是处于平衡状态,所以剪断瞬间A的加速度大小为零;对B根据牛顿第二定律得2mg+F弹=2maB,解得aB=3g,故选D。【拓展设问】将【典例1】中模型放置在倾角为θ=30°的光滑斜面上,如图所示,系统静止时,弹簧与轻绳均平行于斜面,在轻绳被剪断的瞬间,小球A、B的加速度a1和a2分别为多少?命题视角2考查轻绳、轻杆类模型,注意弹力瞬间突变【典例2】(中等)如图,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为θ,图甲中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻质杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,在突然撤去挡板的瞬间有(

)A.两图中两球加速度均为gsin

θB.两图中A球的加速度均为零C.图乙中轻杆的作用力一定为零D.图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的3倍C解析:C对题图甲,弹簧弹力F=mgsin

θ,突然撤去挡板的瞬间,弹簧来不及伸开,弹力不变。对A球进行受力分析,仍处于平衡状态,加速度为0;对B进行受力分析,根据牛顿第二定律得F+mgsin

θ=maB,解得aB=2gsin

θ。对题图乙,轻杆为刚性杆,突然撤去挡板的瞬间,轻杆作用力突变为0,以A、B为整体,根据牛顿第二定律得2mgsin

θ=2ma,解得a=gsin

θ,即A、B的加速度都为gsin

θ,选项C正确。考点二动力学两类基本问题基础梳理典例精析命题视角1已知受力求运动,通过受力求加速度,进而解运动参数【典例3】(中等)(2025·县域教研联盟联考)图甲为某旅游景点的滑草场,图乙为其中一条滑道的示意图。该滑道由倾角为θ=37°的斜坡AB和水平滑道BC组成。一名游客坐在滑草车上,从斜坡顶端A点静止滑下,最终恰好在水平滑道末端C点停下。已知AB的长度为LAB=16

m,滑草车与整个滑道间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力以及滑草车经过B点时的能量损失,取sin

37°=0.6,cos

37°=0.8,重力加速度g取10

m/s2。求:(1)滑草车在AB段运动的加速度大小;解析:(1)设滑草车在AB段运动的加速度为a1,对滑草车受力分析,根据牛顿第二定律可得mgsin

θ-μmgcos

θ=ma1,解得滑草车在AB段运动的加速度a1=2

m/s2。答案:(1)2

m/s2

(2)滑草车在AB段运动的时间;答案:(2)4

s(3)滑道BC的长度。答案:(3)6.4

m命题视角2已知运动求受力,通过运动学公式求加速度,进而求力【典例4】(中等)《天工开物》中描绘了耕牛整理田地的场景,如图1所示,其简化模型如图2所示。人站立的农具视为与水平地面平行的木板,两条轻绳相互平行且垂直于木板上边缘,其拉力方向与水平地面夹角θ均为37°。当人站上木板后,耕牛拉动每条绳子的拉力F均为200

N时,人与木板一起由静止开始运动,在2

s内前进了1

m。若将该过程看成匀加速直线运动,人与木板始终保持相对静止,人的质量m1=55

kg,木板的质量m2=25

kg,不计空气阻力,取sin

37°=0.6,cos

37°=0.8。求此运动过程中:(1)人与木板加速度的大小;答案:(1)0.5

m/s2(2)人受到静摩擦力的大小;答案:(2)27.5

N解析:(2)对人进行受力分析,根据牛顿第二定律有Ff人=m1a,结合上述解得Ff人=27.5

N。(3)地面对木板摩擦力的大小。答案:(3)280

N解析:(3)对人和木板整体进行受力分析,根据牛顿第二定律有2Fcos

θ-Ff=(m1+m2)a,解得Ff=280

N。考点三超重与失重现象基础梳理大于小于为零g命题视角分析超重和失重现象,加速度方向是判断关键【典例5】(中等)如图甲所示,四旋翼无人机下方通过悬杆连接一质量为m的相机。取竖直向上为正方向,某段时间内该无人机沿竖直方向运动的位移x随时间t变化的图线如图乙所示,该图线为抛物线的一部分,t=8

s时对应图线的顶点。已知重力加速度为g,下列说法正确的是(

)A.0~8

s内,相机处于超重状态;8~16

s内,相机处于失重状态B.0~8

s内,相机处于失重状态;8~16

s内,相机处于超重状态C.t=8

s时,悬杆对相机的拉力大小为mgD.t=8

s时,悬杆对相机的拉力小于mgD典例精析解析:D根据题意可知,由于无人机沿竖直方向运动的位移x随时间t变化的图线为抛物线,则无人机做匀变速直线