第03講 牛頓第二定律及其應(yīng)用（原卷版）-2025版高一物理寒假精-品講義

第03講牛頓第二定律及其應(yīng)用考點(diǎn)聚焦：復(fù)習(xí)要點(diǎn)+知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有的放矢重點(diǎn)專攻：知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)梳理，查漏補(bǔ)缺難點(diǎn)強(qiáng)化：難點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)注與講解，能力提升提升專練：真題感知+提升專練，全面突破高考考點(diǎn)聚焦1．牛頓第二定律的簡單應(yīng)用：2024·貴州、2024·寧夏四川2．超重和失重：2024·山東、2024·河北、2024·湖北、2024·寧夏四川3．牛頓第三定律：2024·遼寧4．利用牛頓第二定律分析動(dòng)態(tài)過程：2024·安徽、2024·廣東5．牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問題：2024·湖南6．牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圖像結(jié)合：2024·安徽1．牛頓第二定律1)牛頓第二定律內(nèi)容物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。。2)力與加速度的因果關(guān)系力產(chǎn)生加速度(ma是力的作用效果)。①瞬時(shí)關(guān)系：加速度隨力作瞬時(shí)同步變化；②方向關(guān)系：加速度方向總與力的方向一致；③量值關(guān)系：。3)力的單位規(guī)定質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度，則受到的力大小為1N。4)適用條件慣性系統(tǒng)中宏觀，低速運(yùn)動(dòng)物體。2．應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)的運(yùn)算方法和研究方法1)合成法：若物體只受兩個(gè)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，通常應(yīng)用合成法求解.2)正交分解法：當(dāng)物體受兩個(gè)以上的力作用時(shí)，常用正交分解法求合力.多數(shù)情況下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上3)整體法和隔離法：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體組成的系統(tǒng)中，把相互作用的多個(gè)物體視為一個(gè)系統(tǒng)，對系統(tǒng)整體進(jìn)行分析研究的方法稱為整體法；把某個(gè)物體從系統(tǒng)中“隔離”出來，將其作為研究對象進(jìn)行分析的方法稱為隔離法.3．兩類基本問題1)求力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，加速度是橋梁2)已知力求運(yùn)動(dòng)一般用決定式，已知運(yùn)動(dòng)求力一般用定義式：3)運(yùn)動(dòng)中加速度恒定可作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，若加速度發(fā)生變化則作為一個(gè)新過程的開始，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度是前后過程聯(lián)系的關(guān)鍵量強(qiáng)化點(diǎn)一物體受力突變時(shí)的瞬時(shí)加速度1)剛性繩(或桿、接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力.若剪斷剛性繩(或脫離桿、接觸面),則彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間.一般題目中所給細(xì)線和接觸面在不加特殊說明時(shí)，均可按此模型處理.2)彈簧(或橡皮繩)此模型的特點(diǎn)是產(chǎn)生彈力時(shí)形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時(shí)間，在突變問題中，其彈力的大小往往可以看成不變.真題感知一、單選題1．（2024·貴州·高考真題）某研究人員將一鐵質(zhì)小圓盤放入聚苯乙烯顆粒介質(zhì)中，在下落的某段時(shí)間內(nèi)，小圓盤僅受重力G和顆粒介質(zhì)對其向上的作用力f。用高速相機(jī)記錄小圓盤在不同時(shí)刻的位置，相鄰位置的時(shí)間間隔相等，如圖所示，則該段時(shí)間內(nèi)下列說法可能正確的是（）A．f一直大于G B．f一直小于GC．f先小于G，后大于G D．f先大于G，后小于G2．（2024·遼寧·高考真題）利用硯臺(tái)將墨條研磨成墨汁時(shí)講究“圓、緩、勻”，如圖，在研磨過程中，硯臺(tái)始終靜止在水平桌面上。當(dāng)墨條的速度方向水平向左時(shí)，（）A．硯臺(tái)對墨條的摩擦力方向水平向左B．桌面對硯臺(tái)的摩擦力方向水平向左C．桌面和墨條對硯臺(tái)的摩擦力是一對平衡力D．桌面對硯臺(tái)的支持力與墨條對硯臺(tái)的壓力是一對平衡力3．（2024·安徽·高考真題）傾角為的傳送帶以恒定速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。時(shí)在傳送帶底端無初速輕放一小物塊，如圖所示。時(shí)刻物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶中間某位置，速度達(dá)到。不計(jì)空氣阻力，則物塊從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)到頂端的過程中，加速度a、速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線可能正確的是（

）A． B． C． D．4．（2024·安徽·高考真題）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩完全相同的輕質(zhì)彈簧，它們的一端分別固定于水平線上的M、N兩點(diǎn)，另一端均連接在質(zhì)量為m的小球上。開始時(shí)，在豎直向上的拉力作用下，小球靜止于MN連線的中點(diǎn)O，彈簧處于原長。后將小球豎直向上。緩慢拉至P點(diǎn)，并保持靜止，此時(shí)拉力F大小為。已知重力加速度大小為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力。若撤去拉力，則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過程中（

）A．速度一直增大 B．速度先增大后減小C．加速度的最大值為 D．加速度先增大后減小5．（2024·廣東·高考真題）如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定。木塊從彈簧正上方H高度處由靜止釋放。以木塊釋放點(diǎn)為原點(diǎn)，取豎直向下為正方向。木塊的位移為y。所受合外力為F，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t。忽略空氣阻力，彈簧在彈性限度內(nèi)。關(guān)于木塊從釋放到第一次回到原點(diǎn)的過程中。其圖像或圖像可能正確的是（）A． B．C． D．6．（2024·湖南·高考真題）如圖，質(zhì)量分別為、、、m的四個(gè)小球A、B、C、D，通過細(xì)線或輕彈簧互相連接，懸掛于O點(diǎn)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)線剪斷，則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為（

）A．g， B．2g， C．2g， D．g，二、實(shí)驗(yàn)題7．（2024·寧夏四川·高考真題）學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計(jì)掛在電梯內(nèi)，測力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮椤?1)電梯靜止時(shí)測力計(jì)示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；(2)電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測力計(jì)的示數(shù)為，則此段時(shí)間內(nèi)物體處于（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為（結(jié)果保留1位小數(shù)）。提升專練一、單選題1．（24-25高三上·廣東廣州·月考）在剛結(jié)束的巴黎奧運(yùn)會(huì)，鄭欽文獲得女單網(wǎng)球冠軍，創(chuàng)造歷史性的一刻。如圖所示，鄭欽文把飛來的網(wǎng)球擊打回去，落到了對方場內(nèi)，則下列說法正確的是（）A．飛來的網(wǎng)球速度越大，慣性越大B．球被打飛回去，是因?yàn)榱κ蔷S持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C．若球拍沒有擊打球，則球會(huì)保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變D．球拍對球的彈力，是因?yàn)榍蚺陌l(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的2．（2024·浙江溫州·三模）2023年10月30日，中國隊(duì)在男子短道速滑5000米接力賽中，以7分04秒412的成績奪冠。下列說法正確的是（）A．題中“7分04秒412”表示時(shí)刻B．題中“5000米”表示位移大小C．運(yùn)動(dòng)員在接力過程中，慣性不變D．研究隊(duì)員沖線細(xì)節(jié)時(shí)，可以將其看成質(zhì)點(diǎn)3．（2024·山東濟(jì)南·模擬預(yù)測）一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果僅使其中的一個(gè)力大小逐漸減小到零，然后又從零逐漸恢復(fù)到原來的大?。ù肆Φ姆较蚴冀K未變），在此過程中其余各力均不變，則下列對該過程的說法正確的是（）A．物體運(yùn)動(dòng)的速度先增大后減小B．物體運(yùn)動(dòng)的速度方向?qū)l(fā)生改變C．物體運(yùn)動(dòng)的加速度先減小后增大D．物體運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小4．（2024·廣西梧州·模擬預(yù)測）下列關(guān)于科學(xué)研究方法以及物理學(xué)相關(guān)知識(shí)的敘述正確的是（）A．伽利略發(fā)現(xiàn)“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過抽象推理得出的結(jié)論，運(yùn)用了理想實(shí)驗(yàn)法B．根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常小時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，運(yùn)用了微元的思想C．加速度a與質(zhì)量m、合外力F之間的關(guān)系為，利用了比值定義法D．利用光電門測速度，運(yùn)用了微小放大法5．（2024·陜西榆林·一模）如圖所示為某研究小組在暗室中用頻閃照相的方法記錄了一滴水下落過程的照片示意圖，照片記錄了水滴在不同時(shí)刻下落至不同的位置。若相鄰位置的時(shí)間間隔都相等，水滴所受的重力為，阻力為，則對于水滴的這一下落過程，下列說法中正確的是（）A．一直小于 B．一直大于C．先小于，后大于 D．先大于，后小于6．（2024·陜西西安·一模）如圖，質(zhì)量為60kg的人站在水平地面上，用定滑輪裝置將質(zhì)量為的重物送入井中。當(dāng)重物以的加速度加速下落時(shí)，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及繩子與定滑輪間的摩擦，則人對地面的壓力大小為（g取）（

）A．200N B．920N C．320N D．280N7．（2024·云南大理·一模）某測試員應(yīng)用無人機(jī)搭載的加速度傳感器進(jìn)行飛行測試。圖甲為在測試軟件中設(shè)定的x、y、z軸的正方向，其中z軸沿豎直方向，無人機(jī)開始時(shí)沿y軸正方向勻速飛行，0時(shí)刻起該同學(xué)進(jìn)行變速操作，軟件生成了圖乙中三個(gè)維度的（加速度-時(shí)間）圖像，可以推斷的時(shí)間內(nèi)無人機(jī)（）A．沿x軸方向一直加速 B．沿y軸方向一直加速C．沿z軸方向加速上升 D．處于失重狀態(tài)8．（2025·云南·模擬預(yù)測）我國的新能源汽車發(fā)展迅速，多項(xiàng)指標(biāo)處于世界領(lǐng)先地位，“急動(dòng)度”就是其中之一．急動(dòng)度是描述加速度變化快慢的物理量，即．如圖為某新能源汽車由靜止開始啟動(dòng)過程中的急動(dòng)度j隨時(shí)間t的變化規(guī)律．下列關(guān)于汽車運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（

）A．內(nèi)，汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)B．內(nèi)，汽車加速度變化量大于C．內(nèi)，汽車在時(shí)的速度最大D．內(nèi)，汽車所受的合外力為定值9．（2024·浙江金華·二模）如圖所示，用輕彈簧將質(zhì)量為4m和2m的A、B兩個(gè)小球相連，B的上端通過輕繩懸掛于天花板，處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g，若將輕繩剪斷，則剪斷瞬間A和B的加速度大小分別為（）A．g，g B．0，2g C．3g，0 D．0，3g10．（2024·河南信陽·一模）如圖所示，用兩根輕繩a、b和輕彈簧c懸掛兩個(gè)相同的小球，其中a繩與豎直方向夾角為30°，c彈簧水平，兩小球靜止，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)繩的彈力是c彈簧彈力的倍B．剪斷a繩瞬間，2球的加速度為零C．剪斷b繩瞬間，1球的加速度為零D．剪斷b繩瞬間，2球的加速度大小為11．（2025·廣東清遠(yuǎn)·一模）2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)女子3米跳板跳水決賽、中國選手奪得金牌，中國隊(duì)在該項(xiàng)目上取得十連冠。圖甲是運(yùn)動(dòng)員觸水瞬間照片。圖乙是某同學(xué)分析該運(yùn)動(dòng)員離開跳板開始計(jì)時(shí)畫出的v-t圖像，圖像中僅0~t2段為直線。不計(jì)空氣阻力，則圖甲對應(yīng)的時(shí)刻應(yīng)為（）A．t1 B．t2 C．t3 D．t412．（2024·山東·一模）某人站在力的傳感器（連著計(jì)算機(jī)）上完成下蹲、起立動(dòng)作，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出力的傳感器示數(shù)F隨時(shí)間t變化的情況如圖所示，g取10m/s2。下列說法正確的是（）A．該人下蹲時(shí)間約為0.5s B．下蹲過程該人一直處于失重狀態(tài)C．起立過程該人一直處于超重狀態(tài) D．該人下蹲過程的最大加速度約為6m/s213．（2024·廣東茂名·二模）甲駕駛汽車在一段平直馬路上等綠燈，甲啟動(dòng)汽車時(shí)乙駕駛汽車剛好從旁邊經(jīng)過，他們的圖像如圖所示，下列說法正確的是（

）A．兩車同時(shí)到達(dá)處B．甲駕駛汽車勻加速度直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為C．從甲啟動(dòng)汽車到兩車速度相等經(jīng)歷的時(shí)間為D．兩車在內(nèi)，乙受到座椅的作用力豎直向上，甲受到座椅的作用力水平向前14．（2025·廣東·模擬預(yù)測）2024年9月，我國的“朱雀三號(hào)”可重復(fù)使用火箭進(jìn)行了可回收運(yùn)載火箭的試驗(yàn)，為將來降低航天發(fā)射成本奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。有關(guān)火箭的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．火箭向上飛行則處于超重狀態(tài) B．火箭向下飛行則處于失重狀態(tài)C．火箭在加速向上時(shí)處于失重狀態(tài) D．火箭在減速下降時(shí)處于超重狀態(tài)15．（2024·浙江紹興·一模）2024年8月，中國戰(zhàn)機(jī)轟6K與俄羅斯戰(zhàn)機(jī)圖95組成編隊(duì)，飛越白令海峽。下列說法正確的是（）A．轟6K加速過程中慣性增大B．轟6K飛行速度越大，加速度越大C．觀察轟6K空中加油時(shí)，可將其看成質(zhì)點(diǎn)D．轟6K加速向上爬升時(shí)，機(jī)內(nèi)飛行員處于超重狀態(tài)二、多選題16．（2024·陜西西安·一模）太白山是陜西避暑勝地之一。如圖是太白山索道的抽象物理模型，已知體重約為50kg的游客站立于轎廂底面，傾斜索道與水平面的夾角為，當(dāng)載人轎廂沿鋼索斜向右上做加速度大小的勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，則下列說法正確的是（

）A．游客受到水平向左的摩擦力 B．轎廂對游客的支持力約為600NC．游客對轎廂的作用力豎直向下 D．游客受到的摩擦力大小約為170N17．（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測）2025年第九屆亞洲冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)將在哈爾濱舉行，短道速滑是我國傳統(tǒng)優(yōu)勢項(xiàng)目，有關(guān)短道速滑的相關(guān)表述正確的是（）A．賽道一圈總長度為111.12m，長度是國際單位制中的基本單位B．短道速滑男子500m的世界記錄為39.505s，秒是國際單位制中的基本單位C．短道速滑運(yùn)動(dòng)員最快滑行速度可以達(dá)到近14m/s，米每秒是國際單位制中的導(dǎo)出單位D．短道速滑運(yùn)動(dòng)員蹬地的爆發(fā)力能夠達(dá)到4000N，力是國際單位制中的基本物理量18．（2024·河北張家口·模擬預(yù)測）某貨物輸送裝置可簡化為如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為M的載物平臺(tái)架在兩根完全相同、軸線在同一水平面內(nèi)足夠長的平行圓柱上。已知平臺(tái)與兩圓柱間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，平臺(tái)的重心與兩圓柱等距，兩圓柱以角速度繞軸線做相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，重力加速度大小為g?，F(xiàn)給平臺(tái)施加一過平臺(tái)重心且沿平行于軸線方向的恒力F，使載物平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A．只有當(dāng)時(shí)，平臺(tái)才能開始運(yùn)動(dòng)B．平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的最大加速度大小C．只要平臺(tái)運(yùn)動(dòng)距離足夠遠(yuǎn)，平臺(tái)最終一定會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．越大，平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同距離用時(shí)越短19．（2024·河南·二模）利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置對物體的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行研究。把滑塊A和滑塊B放在水平固定且足夠長的氣墊導(dǎo)軌上，滑塊A和滑塊B之間連接一水平輕質(zhì)彈簧，整體靜止不動(dòng)，輕質(zhì)彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)在開通氣源，并在滑塊A的左方加一水平向右的恒定推力，使滑塊A由靜止開始沿氣墊導(dǎo)軌一直向右運(yùn)動(dòng)（彈簧始終在彈性限度內(nèi)）。則下列說法正確的是（

）A．滑塊A沿氣墊導(dǎo)軌一直做非勻變速運(yùn)動(dòng)B．滑塊B沿氣墊導(dǎo)軌一直做非勻變速運(yùn)動(dòng)C．滑塊A運(yùn)動(dòng)的加速度大小趨于恒定值D．滑塊B運(yùn)動(dòng)的加速度大小趨于恒定值三、解答題20．（2024·吉林長春·一模）某同學(xué)制作了一個(gè)豎直加速度測量