第3章 第2讲 牛顿运动定律的应用(Word学案)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

该高中物理高考复习学案系统覆盖牛顿运动定律应用核心考点，包括动力学两类基本问题、超重失重现象及瞬时加速度分析，通过基础知识梳理构建"受力-运动-加速度"逻辑链条，结合易错易混辨析题分层引导，帮助学生自主形成知识网络。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，开篇设置4道易错题辨析和双基落实题，学生可自主诊断薄弱点，考点模块配"尝试解答"任务及总结提升步骤，如动力学问题解题流程图示，培养模型建构与科学推理素养，助力教师精准指导学生个性化复习。

第2讲　牛顿运动定律的应用 动力学的两类基本问题 1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律（F合＝ma）求出　　　　，再由运动学的有关公式求出速度或位移。 2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：先根据运动规律求出　　　　　，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力。 3.应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下： 　 超重和失重 1.超重：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；物体具有　　　　的加速度。 2.失重：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；物体具有　　　　的加速度。 3.完全失重：物体对支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）　　　　的现象称为完全失重现象；物体的加速度a＝　　　，方向竖直向下。 4.实重和视重 （1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态　　　　。 （2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将　　　　　物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 1.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度。（　　） 2.超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了。（　　） 3.物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态。（　　） 4.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。（　　） 1.〔多选〕 （人教版必修第一册·第四章第5节“练习与应用”T1改编）一个原来静止的物体，质量是2 kg，受到两个大小都是50 N且互成120°角的力的作用，此外没有其他的力，关于该物体，下列说法正确的是（　　） A.物体受到的合力为50 N B.物体的加速度为25 m/s2 C.3 s末物体的速度为75 m/s D.3 s内物体发生的位移为125 m 2.（2024·全国甲卷22题）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9.8 m/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4.5 N，则此段时间内物体处于　　　　（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）。 考点一　瞬时加速度问题分析 1.两种模型 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： 2.在求解瞬时加速度时应注意的问题 （1）物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。 （2）加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。 （2024·湖南高考3题）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，1.5g C.2g，0.5g D.g，0.5g 尝试解答 人教版必修第一册P114复习与提高B组第一题 如图所示，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球和B球的加速度分别是多少？ （2025·江苏江都中学期初）如图所示，A球质量为B球质量的3倍，光滑固定斜面的倾角为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，弹簧、轻质杆均与斜面平行，重力加速度为g，则在突然撤去挡板的瞬间（　　） A.图甲中A球的加速度大小为gsin θ B.图甲中B球的加速度大小为2gsin θ C.图乙中A、B两球的加速度大小均为gsin θ D.图乙中轻杆的作用力一定不为零 尝试解答 考点二　动力学的两类基本问题 1.把握“两个分析”“一个桥梁” 2.找到不同过程之间的“联系”，如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度，若过程较为复杂，可画位置示意图确定位移之间的联系。 小物块从一固定斜面底端以初速度v0冲上斜面，如图所示，已知小物块与斜面间动摩擦因数为0.5，斜面足够长，倾角为37°，重力加速度为g，则小物块在斜面上运动的时间为（cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6）（　　） A. B. C.（＋1） D.（＋1） 尝试解答 我国自主研制的新一代航空母舰正在建造中。设航母中舰载飞机获得的升力大小F可用F＝kv2表示，其中k为比例常数，v是飞机在平直跑道上的滑行速度，F与飞机所受重力相等时的v称为飞机的起飞离地速度，已知舰载飞机空载质量为1.69×103 kg时，起飞离地速度为78 m/s，装载弹药后质量为2.56×103 kg。 （1）求飞机装载弹药后的起飞离地速度； （2）飞机装载弹药后，从静止开始在水平甲板上匀加速滑行180 m后起飞，求飞机在滑行过程中所用的时间和飞机水平方向所受的合力大小（结果保留3位有效数字）。 尝试解答 总结提升 解答动力学的两类基本问题的步骤 考点三　超重和失重 1.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。 2.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 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 　　 如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4 kg的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44 N。g取10 m/s2。对此过程的分析正确的是（　　） A.物体受到的重力变大 B.物体的加速度大小为1 m/s2 C.电梯一定正在减速上升 D.电梯一定正在加速上升 尝试解答 （2025·北京昌平期末）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手 掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。取重力加速度g＝10 m/s2，由此可判断出（　　） A.在t1～t2时间内手机处于超重状态，在t2～t3时间内手机处于失重状态 B.手机在t2时刻运动到最高点 C.手机在t3时刻改变运动方向 D.手机可能离开过手掌 尝试解答 等时圆模型 1.“等时圆”模型 所谓“等时圆”就是物体沿着位于同一竖直圆上的所有光滑细杆由静止下滑，到达圆周的最低点（或从最高点到达同一圆周上各点）的时间相等，都等于物体沿直径做自由落体运动所用的时间。 2.模型的三种情况 （1）质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到圆环的最低点所用时间相等，如图甲所示； （2）质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示； （3）两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦从上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示。 〔多选〕如图所示，Oa、Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d位于同一圆周上，c为圆周的最高点，a为最低点，O'为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未画出），两个滑环从O点无初速度释放，一个滑环从d点无初速度释放，用t1、t2、t3分别表示滑环沿Oa、Ob、da到达a或b所用的时间。下列关系正确的是（　　） A.t1＝t2 B.t2＞t3 C.t1＜t2 D.t1＝t3 尝试解答 （2025·河南郑州期末）如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，在与斜面共面的平面上方A点伸出三根光滑轻质细杆至斜面上B、C、D三点，其中AC与斜面垂直，且∠BAC＝∠DAC＝θ（θ＜45°），现有三个质量均为m的小圆环（看作质点）分别套在三根细杆上，依次从A点由静止滑下，滑到斜面上B、C、D三点所用时间分别为tB、tC、tD，下列说法正确的是（　　） A.tB＞tC＞tD B.tB＝tC＜tD C.tB＜tC＜tD D.tB＜tC＝tD 尝试解答 提示：完成课后作业　第三章　第2讲 第2讲　牛顿运动定律的应用 【立足“四层”·夯基础】 基础知识梳理 知识点1 1.加速度　2.加速度 知识点2 1.大于　向上　2.小于　向下　3.等于0　g　4.（1）无关　（2）不等于 易错易混辨析 1.√　2.×　3.×　4.× 双基落实筑牢 1.AC　受到两个夹角为120°的50 N的力，该物体受到的合力仍为50 N，物体的加速度为a＝＝25 m/s2，3 s末物体的速度为v＝at＝75 m/s，3 s内物体发生的位移为x＝at2＝112.5 m，故A、C正确，B、D错误。 2.（1）5.0　（2）失重　1.0 解析：（1）根据弹簧测力计的读数规则可知，其读数为5.0 N； （2）根据（1）问结合平衡条件可知，mg＝5.0 N，电梯上行时，测力计示数为4.5 N＜mg，故物体处于失重状态，根据牛顿第二定律有mg－F＝ma，代入数据解得a＝1.0 m/s2。 【着眼“四翼”·探考点】 考点一 【例1】 A　剪断细线前，对B、C、D整体受力分析，由平衡条件有A、B间轻弹簧的弹力FAB＝6mg，对D受力分析，由平衡条件有C、D间轻弹簧的弹力FCD＝mg，剪断细线瞬间，对B，由牛顿第二定律有3mg－FAB＝3maB，对C，由牛顿第二定律有2mg＋FCD＝2maC，联立解得aB＝－g，aC＝1.5g，A正确。 考教衔接 　2g　0 【例2】 C　设B球质量为m，则A球的质量为3m。撤去挡板前，题图甲、乙中挡板对B球的弹力大小均为4mgsin θ，因弹簧弹力不能突变，而轻杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，题图甲中A球所受的合力为零，加速度为零，B球所受合力大小为4mgsin θ，加速度大小为4gsin θ；题图乙中，撤去挡板的瞬间，A、B两球整体受到的合力大小为4mgsin θ，A、B两球的加速度大小均为gsin θ，则每个球受到的合力大小均等于自身重力沿斜面向下的分力，轻杆的作用力为零，故只有C正确。 考点二 【例3】 C　由牛顿第二定律可得，上升时mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1，解得a1＝g，则t1＝＝，x1＝；下滑时mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2，解得a2＝0.2g，则x2＝x1＝a2，得t2＝，所以t＝t1＋t2＝（＋1），故选项C正确。 【例4】 （1）96 m/s　（2）3.75 s　6.55×104 N 解析：（1）设空载质量为m1，装载弹药后质量为m2，空载起飞时，有k＝m1g 装载弹药后起飞时，有k＝m2g 联立解得v2＝96 m/s。 （2）设飞机匀加速滑行时间为t，加速度为a，由匀变速直线运动规律可得x＝t 解得t＝3.75 s 由v2＝at得a＝＝25.6 m/s2 飞机水平方向所受合力大小F水平＝m2a 解得F水平≈6.55×104 N。 考点三 【例5】 B　重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，物体在电梯中运动的过程中，重力并没有发生改变，A错误；对物体分析有FN－mg＝ma，解得物体加速度大小a＝1 m/s2，B正确；根据上述分析，加速度向上，当速度向上时，电梯向上做匀加速直线运动，当速度向下时，电梯向下做匀减速直线运动，C、D错误。 【例6】 D　由图可知，在t1～t3时间内手机的加速度方向竖直向上，手机处于超重状态，故A错误；在t2～t3时间内手机有向上的加速度，速度方向仍然向上，与加速度方向相同，可知手机在t2时刻未运动到最高点，故B错误；手机在t3时刻有竖直向上的速度，不为零，故没有改变运动方向，故C错误；由图可知，在t4时刻之后有一段时间内手机的加速度等于重力加速度，则手机与手掌没有力的作用，手机可能离开过手掌，故D正确。 【聚焦“素养”·提能力】 【典例1】 BCD　设想还有一根光滑固定细杆ca，则ca、Oa、da三细杆交于圆的最低点a，三杆顶点均在圆周上，设杆与竖直方向的夹角为θ，则有2R·cos θ＝g·cos θ·t2得t＝2，可知从c、O、d三点无初速度释放的小滑环到达a点的时间相等，即tca＝t1＝t3；而由c→a与由O→b滑动的小滑环相比较，滑行位移大小相等，初速度均为零，但加速度aca＞aOb，由x＝at2可知，t2＞tca，即t2＞t1＝t3，故A错误，B、C、D正确。 【典例2】 B　由于∠BAC＝θ，则可以判断出AB竖直向下，以AB为直径作圆，则必过C点，如图所示，圆环在杆AC上运动的过程，由牛顿第二定律及运动学公式可得mgcos θ＝ma，2Rcos θ＝a，联立解得tC＝，由此可见从A点出发，到达圆周各点所用的时间相等，与细杆的长短、倾角无关，则tB＝tC＝tE＜tD，故B正确。 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $