2026屆高考物理總復(fù)習(xí)專題課件:第3章 第15講 牛頓第二定律的基本應(yīng)用_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

第三章

運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第15講牛頓第二定律的基本應(yīng)用

基礎(chǔ)梳理·易錯(cuò)辨析

核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破

名師講壇·素養(yǎng)提升

提能訓(xùn)練練案[15]

返回導(dǎo)航

基礎(chǔ)梳理·易錯(cuò)辨析

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

一、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

1.動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題:

第一類:已知受力情況求物體的___運(yùn)__動(dòng)__情_(kāi)_況___;

第二類:已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的___受__力__情_(kāi)_況___。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

2.解決兩類基本問(wèn)題的方法:以___加_速__度____為“橋梁”,由運(yùn)動(dòng)

學(xué)公式和___牛__頓__運(yùn)__動(dòng)__定__律___列方程求解,具體邏輯關(guān)系如圖:

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

二、超重與失重

1.當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)或

臺(tái)秤的___示__數(shù)___反映物體對(duì)彈簧的彈力或物體對(duì)臺(tái)秤的壓力。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

2.超重、失重和完全失重的比較

超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象

物體對(duì)支持物的壓物體對(duì)支持物的壓力物體對(duì)支持物的壓

力(或?qū)覓煳锏睦?或?qū)覓煳锏睦?力(或?qū)τ趹覓煳锏?/p>

概念

力)__大__于____物體所__小__于____物體所受重拉力)__等__于__零____的

受重力的現(xiàn)象力的現(xiàn)象現(xiàn)象

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

超重現(xiàn)象失重現(xiàn)象完全失重現(xiàn)象

產(chǎn)生物體的加速度方物體的加速度方向物體的加速度方向__豎__直__

條件向___豎__直__向__上_____豎__直__向__下_____向__下___,大小__a___g___

原理F-mg=mamg-F=mamg-F=ma=mg

方程F=___m__(g_+__a_)___F=___m__(g_-__a_)___F=___0__

運(yùn)動(dòng)__加__速____上升或__加__速____下降或以a=g___加_速____下降或

狀態(tài)__減__速____下降___減__速___上升__減__速____上升

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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1.已知物體受力情況,求解運(yùn)動(dòng)量時(shí),應(yīng)先根據(jù)牛頓第二定律求

解加速度。(√)

2.加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。(×)

3.減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體,物體對(duì)地板的壓力大于物體的重

力。(×)

4.加速上升的物體處于超重狀態(tài)。(√)

5.物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)其重力并沒(méi)有發(fā)生變化。(√)

6.根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài),可以判斷物體運(yùn)動(dòng)的速度方

向。(×)

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

返回導(dǎo)航

核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

1應(yīng)用牛頓第二定律分析瞬時(shí)問(wèn)題

(能力考點(diǎn)?深度研析)

兩種模型

加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變

化、同時(shí)消失,具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型:

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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(多選)如圖所示,水平輕彈簧兩端拴接兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a和

b,拴接小球的細(xì)線P、Q固定在天花板上,兩球靜止,兩細(xì)線與水平方

向的夾角均為37°?,F(xiàn)剪斷細(xì)線P,彈簧的勁度系數(shù)為k,重力加速度大

小為g,取sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列說(shuō)法正確的是()

C.剪斷與a球連接處的彈簧的瞬間,細(xì)線P的拉力變小

D.剪斷與a球連接處的彈簧的瞬間,小球a的加速度大小為0.8g

[答案]ACD

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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反思提升

“四步驟”巧解瞬時(shí)性問(wèn)題

第一步:分析原來(lái)物體的受力情況。

第二步:分析物體在突變時(shí)的受力情況。

第三步:由牛頓第二定律列方程。

第四步:求出瞬時(shí)加速度,并討論其合理性。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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【跟蹤訓(xùn)練】

1(彈簧或輕桿問(wèn)題)(多選)如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面

的傾角為θ,圖甲中,A、B兩球用輕彈簧相連,圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)

桿相連,系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,輕彈簧、輕桿均與斜面平

行,則在突然撤去擋板的瞬間有()

A.乙圖中A球加速度為gsinθ

B.兩圖中A球的加速度均為零

C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零

D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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[關(guān)鍵點(diǎn)撥]突然撤去擋板的瞬間,甲圖中彈簧彈力不變,A、B加

速度不同;乙圖中,輕桿彈力突變?yōu)?,此時(shí)A、B可當(dāng)作整體分析。

[答案]AD

[解析]對(duì)甲圖,彈簧彈力F=mgsinθ,突然撤去擋板的瞬間,彈

簧來(lái)不及伸開(kāi),彈力不變。對(duì)A球進(jìn)行受力分析,仍處于平衡狀態(tài),加

速度為零;對(duì)B球進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律F+mgsinθ=maB,

解得aB=2gsinθ;對(duì)乙圖,輕桿為剛性桿,突然撤去擋板的瞬間,輕桿

作用力為零,以A、B為整體,根據(jù)牛頓第二定律2mgsinθ=2ma,得a

=gsinθ,即A、B的加速度都為gsinθ,綜上分析可知,A、D正確,

B、C錯(cuò)誤。

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2(接觸面和彈簧問(wèn)題)如圖所示,質(zhì)量均為2kg的木塊A和B靜止在傾

角為30°的光滑斜面上,此時(shí)A、B間恰好沒(méi)有彈力,則剪斷細(xì)繩的瞬

間A、B間的彈力為()

A.0

B.5N

C.10N

D.20

[答案]B

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[解析]初狀態(tài)因A、B間恰好沒(méi)有彈力,所以此時(shí)彈簧彈力F=

mgsin30°。剪斷細(xì)繩的瞬間,彈簧彈力不能突變,仍為mgsin30°,

以A、B整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律有2mgsin30°-F=2ma,

2

解得a=2.5m/s;再隔離B分析有mgsin30°-FN=ma,解得FN=5N,

故B正確。

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2超重與失重現(xiàn)象

(基礎(chǔ)考點(diǎn)?自主探究)

1.對(duì)超重和失重的理解

(1)不論超重、失重或完全失重,物體的重力都不變,只是“視重”

改變。

(2)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消

失。

(3)盡管物體的加速度方向不是豎直方向,但只要其加速度在豎直方

向上有分量,物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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2.判斷超重和失重的方法

(1)從受力的角度判斷

當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀

態(tài);小于重力時(shí),物體處于失重狀態(tài);等于零時(shí),物體處于完全失重狀

態(tài)。

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(2)從加速度的角度判斷

當(dāng)物體具有向上的(分)加速度時(shí),物體處于超重狀態(tài);具有向下的

(分)加速度時(shí),物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時(shí),

物體處于完全失重狀態(tài)。

(3)從速度變化的角度判斷

①物體向上加速或向下減速時(shí),超重;

②物體向下加速或向上減速時(shí),失重。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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【跟蹤訓(xùn)練】

3(從加速度角度判斷)(2024·陜西西安調(diào)研)2022年2月8日,在中國(guó)北

京冬奧會(huì)上,自由式滑雪女子大跳臺(tái)項(xiàng)目,中國(guó)選手谷愛(ài)凌拿到了一枚

寶貴的金牌。這不僅是她本人的首枚奧運(yùn)金牌,更是中國(guó)代表團(tuán)在本屆

冬奧會(huì)雪上項(xiàng)目的首金。自由滑雪女子空中技巧比賽中比賽場(chǎng)地可簡(jiǎn)化

為如圖所示的助滑區(qū)、弧形過(guò)渡區(qū)、著陸區(qū)、減速區(qū)等組成。若將運(yùn)動(dòng)

員看作質(zhì)點(diǎn),且忽略空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()

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A.運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí)處于超重狀態(tài)

B.運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過(guò)渡區(qū)至著陸區(qū)之前的過(guò)程中處于完全失重

狀態(tài)

C.運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中處于失重狀態(tài)

D.運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過(guò)程中處于失重狀態(tài)

[答案]B

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[解析]運(yùn)動(dòng)員在助滑區(qū)加速下滑時(shí),加速度沿斜面向下,加速度

在豎直方向的分加速度為豎直向下,處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤;忽略空氣

阻力,運(yùn)動(dòng)員在跳離弧形過(guò)渡區(qū)至著陸區(qū)之前,在空中只受到豎直向下

的重力作用,物體的加速度為豎直向下的重力加速度,處于完全失重狀

態(tài),B正確;運(yùn)動(dòng)員在弧形過(guò)渡區(qū)做圓周運(yùn)動(dòng),加速度有豎直向上的分

量,處于超重狀態(tài),C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)員在減速區(qū)減速過(guò)程中,減速下降,

豎直方向的分加速度豎直向上,處于超重狀態(tài),D錯(cuò)誤。

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4(從力的角度判斷)人站在力傳感

器上完成下蹲和站起動(dòng)作,傳感器記

錄的力隨時(shí)間變化圖像(F-t圖像)如

圖所示,重力加速度g=10m/s2,則(

)

A.下蹲過(guò)程中最大加速度為6m/s2

B.人在下蹲過(guò)程中,力傳感器的示數(shù)先變大后變小

C.人在站起過(guò)程中,先失重后超重

D.人在8s內(nèi)完成了兩次下蹲和兩次站起動(dòng)作

[答案]A

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5(從速度變化的角度判斷)一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓,其

位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,

速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是()

A.0~t1時(shí)間內(nèi),v增大,F(xiàn)N>mg

B.t1~t2時(shí)間內(nèi),v減小,F(xiàn)N<mg

C.t2~t3時(shí)間內(nèi),v增大,F(xiàn)N<mg

D.t2~t3時(shí)間內(nèi),v減小,F(xiàn)N>mg

[答案]D

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[解析]根據(jù)位移—時(shí)間圖像的斜率表示速度可知,0~t1時(shí)間內(nèi)乘

客的速度增大,乘客向下做加速運(yùn)動(dòng),故加速度向下,乘客處于失重狀

態(tài),可知FN<mg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t1~t2時(shí)間內(nèi)乘客的速度不變,乘客做勻

速運(yùn)動(dòng),說(shuō)明乘客處于平衡狀態(tài),可知FN=mg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t2~t3時(shí)間

內(nèi)乘客的速度減小,乘客向下做減速運(yùn)動(dòng),故加速度向上,乘客處于超

重狀態(tài),可知FN>mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。

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6(超重和失重問(wèn)題的分析和計(jì)算)物理興趣小組為了研究電梯下降過(guò)

程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,帶著鉤碼和便攜式DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)入電梯并到達(dá)最高

層,把鉤碼掛在力傳感器上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。電梯從最高層開(kāi)始運(yùn)動(dòng),中間不

停頓,一直運(yùn)動(dòng)到第一層停下。從掛上鉤碼到最后取下鉤碼的過(guò)程中,

DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的顯示器上顯示出拉力隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示。g

取10m/s2,根據(jù)圖中的數(shù)據(jù),求:

(1)電梯在減速階段的加速度大小;

(2)電梯在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度;

(3)電梯在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下降的高度。

[答案](1)0.8m/s2(2)4.8m/s(3)76.8m

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[解析](1)由題圖可知鉤碼的重力mg=50N

則鉤碼的質(zhì)量m=5kg

電梯在減速階段,鉤碼處于超重狀態(tài),拉力大小F=54N

由牛頓第二定律得F-mg=ma

解得加速度大小a=0.8m/s2。

(2)由題圖可知,電梯在2~6s的時(shí)間內(nèi)向下加速,加速過(guò)程鉤碼受

到的拉力大小F′=44N

根據(jù)牛頓第二定律得mg-F′=ma′

可得a′=1.2m/s2

最大速度v=a′Δt1=4.8m/s。

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(3)電梯在2~6s的時(shí)間內(nèi)加速的位移大小為

電梯下降的高度H=h1+h2+h3,

可得H=76.8m。

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3動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題

(能力考點(diǎn)?深度研析)

1.動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題的解題思路

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2.解決動(dòng)力學(xué)兩類基本問(wèn)題應(yīng)把握的關(guān)鍵

(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。

(2)兩個(gè)橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁;速度是各物理過(guò)程

間相互聯(lián)系的橋梁。

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?考向1已知物體受力情況,分析運(yùn)動(dòng)情況

如圖所示,在傾角為37°足夠長(zhǎng)的斜面上有一個(gè)質(zhì)量為1kg的物

體,物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,t=0時(shí)物體在拉力F=15N的

作用下由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),t=2s時(shí)撤去拉力F。g取10m/s2,

sin37°=0.6。下列說(shuō)法正確的是()

A.物體沿斜面向上加速時(shí)的加速度大小為2m/s2

B.物體在t=2.5s時(shí)的速度為0

C.物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為3s

D.物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大位移為15m

[答案]D

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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?考向2已知物體運(yùn)動(dòng)情況,分析受力情況

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2

a2=2m/s

v=v1+a2t2=12m/s。

(3)mgsinθ-Ff=ma2,F(xiàn)f=66N。

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【跟蹤訓(xùn)練】

7無(wú)動(dòng)力翼裝飛行是一種極限運(yùn)動(dòng),也稱飛鼠裝滑翔運(yùn)動(dòng)。若總質(zhì)量

為80kg的運(yùn)動(dòng)員在某次無(wú)動(dòng)力翼裝飛行中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)

動(dòng),最大速度達(dá)194.4km/h,翼裝飛行方向與水平方向的夾角的正切值

為0.75,運(yùn)動(dòng)員受到空氣的作用力F的方向與飛行方向垂直,取g=10

m/s2,則此過(guò)程中()

A.F=480N

B.加速度大小為8m/s2

C.用時(shí)9s達(dá)到最大速度

D.下降高度為243m時(shí)達(dá)到最大速度

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[答案]C

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8(2025·廣東潮州市聯(lián)考)連續(xù)剎車時(shí),剎車片和剎車盤產(chǎn)生大量熱

量,溫度升高很快,剎車效率迅速降低,容易造成剎車失靈。為了避免

剎車失靈造成的危害,高速公路在一些連續(xù)下坡路段設(shè)置用沙石鋪成的

緊急避險(xiǎn)車道,如圖所示?,F(xiàn)將某次貨車避險(xiǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化如下:一輛貨車

在傾角為30°的長(zhǎng)直下坡路上以20m/s的速度勻速行駛,突然剎車失靈

開(kāi)始加速,此時(shí)貨車所受阻力為車重的0.4倍(發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉),加速前進(jìn)15

s后沖上了傾角為53°的避險(xiǎn)車道,在避險(xiǎn)車道上運(yùn)動(dòng)17.5m后停下,將

貨車的加速、減速過(guò)程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng),求貨車:(sin53°=0.8,

g取10m/s2)

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

(1)沖上避險(xiǎn)車道時(shí)速度的大??;

(2)在避險(xiǎn)車道上所受摩擦阻力是車重的多少倍。

[答案](1)35m/s(2)2.7

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

[解析](1)根據(jù)題意,設(shè)貨車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后加速前進(jìn)的加速度大小

為a1,沖上避險(xiǎn)車道時(shí)速度的大小為v1,由牛頓第二定律有mgsin30°

-0.4mg=ma1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=v0+a1t聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v1=35

m/s。

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

返回導(dǎo)航

名師講壇·素養(yǎng)提升

高考一輪總復(fù)習(xí)?物理返回導(dǎo)航

兩類斜面模型和三類等時(shí)圓模型

?考向1兩類斜面模型

1.等高斜面

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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2.同底斜面

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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一物塊從兩個(gè)高度相同傾角不同的斜面由靜止滑下,傾角分別為

37°和53°,時(shí)間之比為2∶1,兩個(gè)斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,則動(dòng)摩擦

因數(shù)為(已知sin37°=0.6)()

[答案]B

第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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第三章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

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