第三章 第2讲 牛顿第二定律的应用 讲义 -2027届高考物理一轮专题复习

该高中物理高考复习讲义围绕牛顿第二定律应用专题，整合超重与失重、瞬时加速度、两类动力学问题等核心考点，按概念辨析、模型建构、解题流程的逻辑层次展开，通过考点梳理、方法指导、真题精讲等环节帮助学生建立分析框架，体现复习的系统性与针对性。 讲义突出科学思维培养，创新采用模型对比教学，如瞬时加速度中轻绳与弹簧模型的受力突变分析，结合分层练习（典例到综合题）强化物理观念。通过即时反馈与思路总结，助力学生高效突破难点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供实用支撑。

第2讲　牛顿第二定律的应用 一、超重与失重 1．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无关。 (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不等于物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 2．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有向上的加速度。 3．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有向下的加速度。 4．完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重。 (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。 二、两类动力学问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图所示。 考点一　瞬时加速度问题 　1．两种模型 (1)轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点 ①不发生明显形变就能产生弹力的物体。 ②求解瞬时加速度的问题中，剪断（或脱离）后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。 (2)弹簧、橡皮绳模型的特点 ①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。 ②在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。 2．解题思路 【典例1】（2026·四川德阳·三模）如图所示，两条不等长的绝缘细线一端拴在同一点上，另一端分别拴两个带同种电荷的小球A和B，电荷量分别是q1、q2，质量分别为m1、m2，两小球静止在同一水平面，且α>β。剪断细线a，小球开始运动。重力加速度为g，则（　　） A．剪断a前，细线a中张力小于细线b中张力 B．剪断a瞬间，小球A的加速度大小为gsinα C．剪断a瞬间，细线b中张力大小为m2gcosβ D．剪断a后，小球A做匀加速直线运动 【答案】A 【详解】A．对两带电小球分别进行受力分析如下图，根据平衡条件有 两者之间库仑力F大小相等，因α>β，所以，故A正确； B．对a小球， 剪断a瞬间，小球A受重力与库仑斥力不变，它们的合力与原来细线a的拉力平衡 由牛顿第二定律 解得，故B错误； C．剪断a前，细线b中张力大小为 剪断a瞬间，小球B受力不变。细线b中张力大小仍为，故C错误； D．剪断a后，小球A受库仑斥力变化，其做变加速曲线运动，故D错误。 故选A。 【典例2】（2026·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示，质量分别为m、2m的两个小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳、固定，处于静止状态，水平，与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则（　　） A．的拉力大小为2mg B．剪断瞬间，小球乙的加速度为g C．剪断瞬间，小球甲的加速度为3g D．同时剪断和的瞬间，小球甲和乙的加速度都为g 【答案】C 【详解】A．对甲、乙整体受力分析可知，的拉力大小为，故A错误； B．剪断瞬间，弹簧的形变恢复需要时间，故弹簧的弹力不发生突变，小球乙的加速度为零，故B错误； C．剪断瞬间，轻绳的力可以发生突变，由运动状态考虑，小球甲的加速度应竖直向下，故轻绳的力突变为0，则小球甲受重力和弹簧向下的拉力作用，由牛顿第二定律 解得，故C正确； D．同时剪断和的瞬间，弹簧的力不发生突变，小球乙的加速度为0，故D错误。 故选C。 考点二　超重与失重问题 1．对超重和失重现象的理解 (1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力（或拉力）变大或变小了（即“视重”变大或变小了）。 (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，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。 2．判断超重和失重的方法 (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，物体处于失重状态；等于0时，物体处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的（分）加速度时，物体处于超重状态；具有向下的（分）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。 【典例3】（2026·山东淄博·二模）一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼，其高度与时间的关系图像如图所示，时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示，重力加速度大小为。则（　　） A．时间内，增大， B．时间内，减小， C．时间内，增大， D．时间内，减小， 【答案】D 【详解】A．图像的斜率表示速度，时间内， 图像斜率的绝对值逐渐增大，说明向下的速度增大，电梯加速向下，加速度方向向下，乘客处于失重状态，因此，A错误； BC．时间内， 图像是直线，斜率不变，说明向下的速度不变，电梯匀速向下，加速度为0，因此，BC错误； D．时间内，图像斜率的绝对值逐渐减小，说明向下的速度减小，电梯减速向下，加速度方向向上，乘客处于超重状态，因此，D正确。 故选D。 【典例4】（2026·辽宁鞍山·二模）一水火箭从地面竖直向上发射，其速度随时间变化的图像如图所示。不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．时刻水火箭处于超重状态 B．时刻水火箭刚好回到发射点 C．时间内水火箭的加速度变小 D．时间内水火箭向下运动 【答案】C 【详解】A．图像的斜率表示加速度，时刻图像切线斜率为负值，加速度向下，水火箭处于失重状态，故A错误； B．0-时间内速度一直为正，水火箭一直向上运动，时刻速度为零，到达最高点，离发射点最远，故B错误； C．图像的斜率表示加速度，时间内图像切线斜率逐渐减小，说明加速度变小，故C正确； D．时间内速度为正，水火箭向上做减速运动，故D错误。 故选C。 考点三　动力学中的两类基本问题 1．把握“两类分析”“两个桥梁” (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。 (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。 2．解题思路 【典例5】（2026·山东泰安·模拟预测）如图所示，一木楔OABC固定于水平地面上，其斜面AB段的倾角为，BC段的倾角为，AB与BC间、BC与地面间均通过一段很短的圆弧平滑连接，A、B离水平地面的高度分别为和。现将一质量为的物块P从斜面上A处由静止释放，物块P与木楔间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，，，求： (1)P从A运动至B所用的时间； (2)P到达C时的速度大小。 【答案】(1)； (2) 【详解】（1）物块P从A运动至B时，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式 解得 （2）物块P从B运动至C时，根据牛顿第二定律有 根据运动学公式有， 解得 【典例6】（2026·江西·模拟预测）如图所示，一挡板垂直斜面固定放置，斜面与水平面的夹角θ=37°，交线为CD，斜面内BC与CD垂直，挡板平面与斜面的交线为AC，∠ACB=θ=37°。挡板长L=1.82 m，质量m=0.2 kg的滑块从挡板上端A点由静止滑下，滑块与斜面、挡板间的动摩擦因数均为μ=0.1，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin37°=0.6，滑块可看作质点，不计空气阻力，求： (1)滑块受到的摩擦力大小f； (2)滑块的加速度大小a； (3)滑块滑到挡板底端C点时的速度大小v。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由受力分析可得 解得 （2）根据牛顿第二定律得 解得 （3）滑块做匀加速直线运动 解得 1. （2026·安徽马鞍山·二模）如图所示，升降机内有质量相同的小球A和B、A、B间用轻弹簧相连并通过轻绳悬挂在升降机顶部，升降机一直以加速度a竖直向上做匀加速运动，重力加速度为g。某时刻剪断轻绳，此瞬间，A、B的加速度大小分别为（    ） A．，a B．，a C．，0 D．，0 【答案】A 【详解】设A、B的质量均为，轻绳剪断前，以B为对象，根据牛顿第二定律可得 解得弹簧弹力大小为 轻绳剪断瞬间，弹簧弹力保持不变，以A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得A的加速度大小为 由于B的受力保持不变，所以B的加速度大小仍为。 故选A。 2. （2026·海南·一模）（多选）在如图所示的装置中，水平地面上放置着一个装有力传感器的木箱，木箱（含力传感器）的质量为2m，一个质量为m的小球通过轻质细弹簧竖直悬挂在箱顶，同时用一根轻绳将小球与箱底的力传感器（固定在箱底）连接起来。当系统处于平衡状态时，力传感器显示的拉力数值为mg（g为重力加速度大小），弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．系统平衡时，弹簧的伸长量为 B．剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g C．剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为2mg D．剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为4mg 【答案】BD 【详解】A．对小球受力分析，根据平衡条件，有 又有 解得 ，故 A错误； B．剪断轻绳瞬间，小球所受弹簧弹力不变，则有 解得加速度大小a=g，故B正确； CD．由题意可知木箱（含力传感器）的质量为2m，剪断轻绳瞬间，对木箱（含力传感器）受力分析可知，其所受重力和弹簧的弹力的合力大小为4mg，方向竖直向下，由牛顿第三定律可知，地面对木箱的支持力大小为4mg，故C错误，D正确。 故选BD。 3. （2026·湖北襄阳·一模）（多选）如图所示，为两个可视为质点的相同小球，在竖直面内由轻质细绳以及轻质弹簧连接。其中两点固定于竖直墙上，与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为沿水平方向。’已知重力加速度大小为，现只剪断绳，则（　　） A．剪断绳后瞬间，球加速度为 B．剪断绳后瞬间，球加速度为 C．剪断绳后瞬间，球加速度为 D．剪断绳后瞬间，球加速度为 【答案】AD 【详解】AB．剪断绳后瞬间，球的加速度方向垂直于绳向下，根据牛顿第二定律可得 ，解得，故A正确，B错误； CD．以球为对象，根据平衡条件可得， 剪断绳后瞬间，弹簧弹力保持不变，则球受到重力和弹簧弹力的合力大小等于剪断前绳的拉力大小，所以球加速度为，故C错误，D正确。 故选AD。 4. （25-26高一上·云南昆明·期末）如图所示，两个完全相同且质量均为2kg的物体A、B用轻弹簧连接，沿弹簧轴线方向用力F拉动物块 A，稳定后AB以2m/s2的加速度一起向右做匀加速直线运动，已知弹簧始终在弹性限度内，A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.2，g取10m/s2。则稳定后，下列说法正确的是（    ） A．拉力F的大小为8N B．弹簧弹力大小为4N C．撤去力F的瞬间，A的加速度大小为6m/s2 D．撤去力F的瞬间，B的加速度大小为1m/s2 【答案】C 【详解】A、B与水平面间的滑动摩擦力大小均为 A．将A、B看作一个整体，根据牛顿第二定律有 代入数据得，故A错误； B．隔离物体B进行受力分析，根据牛顿第二定律有 代入数据得，故B错误； C．撤去力F的瞬间，弹簧的形变量不变，因此弹簧的弹力大小和方向均不变，对物体A，根据牛顿第二定律有 代入数据得，故C正确； D．对物体B，受力情况不变，根据牛顿第二定律 代入数据得，故D错误。 故选C。 5. （2026·湖南岳阳·一模）（多选）如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球之间用轻绳AB、BQ和轻弹簧PA连接并保持静止，其中轻绳AB保持水平，轻弹簧PA与竖直方向夹角为37°，轻绳BQ与竖直方向夹角为53°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A． B． C．剪断轻绳BQ的瞬间，小球m1的加速度为 D．剪断轻绳BQ的瞬间，小球m2的加速度为 【答案】BC 【详解】AB．对两小球及连接装置进行受力分析，设弹簧PA的弹力为F，绳AB的张力为T1，绳BQ的张力为。对m1水平方向有 竖直方向有 对m2水平方向有 竖直方向有 联立可得 即，故A错误，B正确。 CD．剪断轻绳BQ瞬间，弹簧弹力F不变，绳AB张力突变为。对m1：竖直方向有 故a1y=0；水平方向有 对m2：竖直方向只受重力，故a2y=-g 水平方向有 由绳AB不可伸长，两球水平加速度相等，均为ax，联立解得 代入得 故m1的加速度大小为，方向水平向左；m2的加速度有水平分量和竖直分量 g，合加速度大小不为，故C正确，D错误。 故选BC。 6. （2025·安徽淮北·一模）如图所示，用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂。两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。若将细线b剪断，则剪断前和剪断瞬间细线a拉力大小分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】细线b剪断前，以整体为研究对象，由平衡关系可得 细线b剪断后，a小球将做圆周运动，根据牛顿第二定律 在细线b剪断瞬间，小球的速度为0，所以 故选A。 7. （2026·四川雅安·一模）如图，物块A、B通过轻弹簧连接，B通过细线悬挂在天花板上，系统处于静止状态。某时刻剪断细线并开始计时，直到弹簧第一次恢复原长的过程中，A，B的速度v随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对A，由平衡条件可知，剪断细线前弹簧弹力大小与A的重力等大，且弹簧处于拉伸状态，剪断细线后，对B有 解得（方向向下） 对A有 解得（方向向下） 由以上分析可知，剪断瞬间B的加速度比A的大，可知B比A运动的快，故AB向下运动过程中，弹簧形变量在减小，B做加速度减小的加速运动，A做加速度增大的加速运动，当弹簧形变量为0时（即恢复原长时），AB加速度相等，由于斜率表示加速度，综合以上分析可知C选项符合题意。 故选C。 8. （2026·河南·二模）如图所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在粗糙的水平面上，二者处于静止状态，重力加速度为g。将质量为的木块C轻放在A上的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小变为 B．木块A的加速度大小为 C．木块B对水平面的压力大小变为 D．弹簧的形变量瞬间增大 【答案】B 【详解】A．未放木块C之前，对A受力分析，受竖直向下重力和竖直向上的弹簧弹力，根据平衡条件有 木块C放在A上的瞬间，弹簧不发生突变，弹力大小不变，即弹簧的弹力大小仍然为，故A错误； B．木块C放在A上的瞬间，对A、C整体，根据牛顿第二定律有 解得 所以木块A的加速度大小为，故B正确； C．未放木块C之前，对B受力分析，受竖直向下重力，竖直向下弹力和竖直向上的支持力，根据平衡条件有 木块C放在A上的瞬间，弹簧不发生突变，B对水平面的压力大小与没有放C之前一样，根据牛顿第三定律有，即B对水平面的压力大小为，故C错误； D．因为轻弹簧的弹力不能发生突变，木块C放在A上的瞬间，弹簧的形变量不变，故D错误。 故选B。 9. （2025·山西·模拟预测）如图所示，轻绳1一端连接小球A，另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B，轻绳3一端连接小球B，另一端固定在竖直墙壁上，两小球均处于静止状态，已知小球B的质量为。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为，轻绳3沿水平方向，已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．小球A的质量为 B．轻绳1上的张力 C．轻绳3上的张力 D．剪断轻绳2的瞬间，小球A的加速度大小为 【答案】C 【详解】ABC．对小球B受力分析可知，根据平衡条件有， 解得轻绳2上的张力和轻绳3上的张力分别为， 对小球A、B整体受力分析可知，根据平衡条件， 联立解得，，故AB错误，C正确； D．剪断轻绳2的瞬间，小球A的加速度沿圆周的切线方向，合力为 根据牛顿第二定律有 解得加速度大小为，故D错误。 故选C。 10. （2026·河北衡水·二模）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是（　　） A．人形机器人表演侧空翻时，其重心位置可能不在机器人上 B．观众在观看人形机器人打醉拳时可以把机器人当成质点 C．人形机器人连续踢腿时速度越大，惯性越大 D．人形机器人在空中表演侧空翻落地前，处于超重状态 【答案】A 【详解】A．重心是物体所受重力的等效作用点，当物体形状不规则或发生形变时，重心位置可能不在物体上。机器人侧空翻时肢体姿态变化，其重心可能位于身体之外（比如肢体围成的空间内），故A正确； B．质点是忽略物体大小和形状、只考虑质量的理想化模型，适用于研究平动且自身尺寸可忽略的场景。观看机器人打醉拳时，需要关注其肢体动作和姿态变化，不能忽略形状，因此不能当成质点，故B错误； C．惯性的大小只由质量决定，与速度无关。机器人的质量不变，惯性大小也不变，故C错误； D．机器人在空中侧空翻落地前，只受重力作用，加速度竖直向下，处于失重状态，故D错误。 故选A。 11. （2026·辽宁·模拟预测）（多选）一个苹果从高度为处开始做自由落体运动，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．苹果下落过程处于失重状态 B．苹果运动的时间为 C．苹果落地时，苹果对地面的压力大于地面对苹果的支持力 D．苹果在空中受重力作用，重力单位牛顿是国际单位制基本单位 【答案】AB 【详解】A．苹果自由下落时加速度为g且竖直向下，符合失重状态的判定条件，故A正确； B．根据自由落体位移公式 代入数据解得下落时间，故B正确； C．苹果对地面的压力和地面对苹果的支持力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，二者大小始终相等，故C错误； D．牛顿是国际单位制的导出单位（），不属于基本单位，故D错误。 故选AB。 12. （2026·江西·模拟预测）如图所示，轻绳1两端分别固定在M、N两点（N点在M点右上方），轻绳1上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m的物块通过另一根轻绳2悬挂在环的下方，处于静止状态，∠MON=60°。现用一水平向右的力F缓慢拉动物块，直到轻绳2与M、N的连线方向垂直，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．施加拉力F前，轻绳1的张力大小为 B．物块在缓慢移动过程中始终处于超重状态 C．在物块缓慢移动过程中，轻绳2的张力越来越小 D．在物块缓慢移动过程中，轻绳1的张力可能先增大后减小 【答案】A 【详解】A．施加拉力F前，以小环O为研究对象，小环受到的轻绳2的拉力等于物块的重力，竖直方向上根据受力平衡可得 解得轻绳1的张力大小，故A正确； B．物块在缓慢移动过程中始终处于平衡状态，故B错误； C．在物块缓慢移动过程中，以物块为研究对象，根据受力平衡可得 可知 轻绳2与竖直方向的夹角逐渐增大，越来越小，则轻绳2的张力越来越大，故C错误； D．在物块缓慢移动过程中，M、N之间的轻绳1长度不变，根据数学知识可知，小环O的运动轨迹为椭圆，M、N为椭圆的两个焦点，当轻绳2与M、N连线方向垂直时，小环O刚好位于椭圆的短轴顶点上，根据椭圆知识可知，此时最大，则此过程中逐渐增大，以小环O为研究对象，根据受力平衡可得 可得，可知此过程中轻绳1的张力一直增大，故D错误。 故选A。 13. （2026·天津滨海新区·二模）2026年央视春晚节目《武BOT》中，人形机器人与武术演员同台完成空翻、舞剑、棍法对练等动作，展现了强大的运动控制与平衡能力。如图甲、乙、丙所示，机器人空翻时，先踏上辅助平台，之后平台向上弹起，将机器人推向空中，辅助机器人完成空翻动作，以下说法正确的是（　　） A．研究机器人空翻动作时，可以将机器人视为质点 B．辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力大小始终相等 C．机器人腾空翻腾的过程中处于超重状态 D．机器人的速度越大，其惯性越大 【答案】B 【详解】A．研究机器人空翻动作时，不能忽略机器人的大小和形状，不可以将机器人视为质点，故A错误； B．辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力属于一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力的大小始终相等，方向相反，故B正确； C．机器人腾空翻腾的过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故C错误； D．惯性是物体的固有属性，惯性大小仅由质量决定，和速度无关，故D错误。 故选B。 14. （2026·山东济宁·二模）（多选）如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处，物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接，物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c，使物块b、c间轻绳伸直但无张力；撤去外力，物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地，斜面足够长，弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、，弹簧的劲度系数为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．从开始运动到物块、分离，物块始终处于失重状态 B．物块、分离瞬间，物块的加速度大小为 C．物块、分离瞬间，物块、间绳子的拉力大小为 D．从开始运动到物块、分离瞬间，物块的位移大小为 【答案】ABD 【详解】A．从开始运动到分离，的加速度方向始终向下，故始终处于失重状态，A正确； B．、分离的条件是：、间弹力为，且此时三者加速度大小相等。 对、整体，根据牛顿第二定律 代入得 分离瞬间与加速度相同，故加速度大小为，B正确； C．单独列牛顿第二定律 代入得，C错误； D．初始时对列牛顿第二定律，设此时弹簧压缩量为，则有 代入得 分离瞬间对列牛顿第二定律，设此时弹簧压缩量为，则有 代入得 沿斜面向上的位移为初始压缩量减去末压缩量 ， D正确。 故选ABD。 15. （2026·天津·一模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，李同学双手握住水平单杠保持静止（只有双手接触单杠且双腿悬空）。已知该引体向上器的质量为3kg，该同学的质量为57kg，g取。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．双手间距大于肩宽时，距离越大，单杠对每只手臂的作用力越大 C．每个橡胶垫与墙面间的摩擦力为600N D．李同学由静止下降到最低点的过程中，单杠对人的作用力始终等于其自身重力 【答案】B 【详解】A．人处于静止状态，受重力和单杠的作用力平衡，单杠对人的作用力（合力）大小等于人的重力，与双手间距离无关，故A错误； B．设单杠对每只手臂的作用力为，两手臂夹角为，根据平衡条件有 解得 双手间距越大，夹角越大，越小，则越大，故B正确； C．对人和引体向上器整体分析，竖直方向受重力和墙壁对两个橡胶垫的摩擦力，根据平衡条件有 解得，故C错误； D．人由静止下降到最低点的过程中，先加速下降后减速下降，加速度先向下后向上，处于先失重后超重状态，单杠对人的作用力先小于重力后大于重力，故D错误。 故选B。 16. （2026·陕西咸阳·模拟预测）如图所示为某排球运动员竖直向上跃起击球的情景，下列说法正确的是（　　） A．以运动员为参考系，排球一定是静止的 B．研究运动员跃起姿势时，可以将其视为质点 C．运动员离开地面后，向上跃起时处于失重状态 D．运动员击球时，运动员对排球的力大于排球对运动员的力 【答案】C 【详解】A．当运动员和排球速度不相同时，以运动员为参考系，运动员击球过程中，排球相对运动员是运动的，故A错误； B．研究跃起姿势时，运动员的大小和形状不能忽略，不能视为质点，故B错误； C．运动员离开地面后，具有向下的加速度，故处于失重状态，故C正确； D．由牛顿第三定律，运动员对排球的力等于排球对运动员的力，故D错误。 故选C。 17. （2026·辽宁·二模）北京时间2026年2月23日第25届米兰—科尔蒂纳冬奥会闭幕，中国代表团最终以5金4银6铜的成绩排在奖牌榜第12位，创造了境外参加冬奥会的历史最佳战绩。如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景，下列有关说法正确的是（　　） A．在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时，可以把运动员看成质点 B．在乙图中运动员用冰壶刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力，以增大冰壶的惯性 C．丙图中的处于空中的运动员，在其上升和下降的过程中均为失重状态 D．丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小，第一名则平均速度最小 【答案】C 【详解】A．研究运动员的某项技术运动时，不能忽略运动员的大小和形状，不可以把运动员看成质点，A错误； B．冰壶刷冰的目的是为了减少摩擦力，但并未改变冰壶的惯性，惯性大小只与质量有关，B错误； C．处于空中的运动员，上升过程是减速上升，加速度向下，此时处于失重状态。下降过程是加速下降，加速度向下，此时仍处于失重状态，C正确； D．速度滑冰项目比的是运动员的平均速率，第一名的平均速率最大，D错误。 故选C。 18. （2026·福建莆田·模拟预测）某消防队员从一平台无初速度跳下，下落后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心匀变速下降了，，求 (1)消防队员刚着地时的速度大小； (2)缓冲下降所用的时间； (3)缓冲过程地面对他双脚的平均作用力的大小为自身重力的多少倍。 【答案】(1) (2) (3)4.6 【详解】（1）根据自由落体运动公式可得 解得消防队员刚着地时的速度大小 （2）消防队员在缓冲过程做匀减速直线运动，根据运动学公式可得 解得缓冲下降所用的时间为 （3）消防队员在缓冲过程的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 可得 19. （2026·山东泰安·三模）如图所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的时间的倍，则它与斜面间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】因上滑与下滑两个单程的位移相等，上滑过程用可逆法看作初速度为零的匀加速直线运动，故上滑过程由牛顿第二定律 解得 下滑过程由牛顿第二定律 解得 由 解得 故选D。 20. （2026·重庆沙坪坝·模拟预测）某流线型物体入水时的情景如图所示，物体(可视为质点)质量为， 从距离水面的高度处的点由静止开始落下，在点入水后匀减速下降到点时速度减为零。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)求物体从点下落到点所用的时间； (2)若认为物体入水瞬间的速度不变，物体从点减速下降到点所用的时间为物体从点下落到点所用的时间的一半，求物体从点下降到点过程中的水对物体的作用力大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）物体从点下落到点做自由落体运动，则有 解得 （2）物体在点的速度大小为 由题意可知物体从点减速下降到点所用的时间为 根据运动学公式可得 解得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得 解得水对物体的作用力大小为 21. （2026·陕西咸阳·二模）风洞是一种通过产生可控气流以模拟真实空气动力学条件的管道实验设备，用于测试模型或实物的气流特性与性能，被誉为研制新一代飞行器的摇篮。如图所示，在风洞中，长为的固定直杆与水平面成角。有一质量的小环套在直杆上，以的初速度从点沿杆下滑，小环与杆的动摩擦因数为，风洞对小环始终施加水平向右的恒定风力，小环从点离开时速度为，取，。求： (1)恒定风力的大小； (2)若点到地面距离足够大，求小环离开点后的最小速度。 【答案】(1)10N (2)，方向与水平方向成斜向左下 【详解】（1）小环由A到C过程 沿杆方向 垂直杆方向 且 解得 （2）小环离开C点后的合力与水平方向夹角，因 故 当小环速度与合力垂直，斜向左下时，速度最小，此时速度与水平方向成； 小环从点到速度最小过程，水平方向 竖直方向 且 由牛顿第二定律，水平方向 解得 速度大小为 解得，方向与水平方向成斜向左下。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2讲　牛顿第二定律的应用 一、超重与失重 1．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无关。 (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不等于物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 2．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有向上的加速度。 3．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有向下的加速度。 4．完全失重 (1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重。 (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下。 二、两类动力学问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图所示。 考点一　瞬时加速度问题 　1．两种模型 (1)轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点 ①不发生明显形变就能产生弹力的物体。 ②求解瞬时加速度的问题中，剪断（或脱离）后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。 (2)弹簧、橡皮绳模型的特点 ①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。 ②在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。 2．解题思路 【典例1】（2026·四川德阳·三模）如图所示，两条不等长的绝缘细线一端拴在同一点上，另一端分别拴两个带同种电荷的小球A和B，电荷量分别是q1、q2，质量分别为m1、m2，两小球静止在同一水平面，且α>β。剪断细线a，小球开始运动。重力加速度为g，则（　　） A．剪断a前，细线a中张力小于细线b中张力 B．剪断a瞬间，小球A的加速度大小为gsinα C．剪断a瞬间，细线b中张力大小为m2gcosβ D．剪断a后，小球A做匀加速直线运动 【典例2】（2026·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示，质量分别为m、2m的两个小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳、固定，处于静止状态，水平，与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则（　　） A．的拉力大小为2mg B．剪断瞬间，小球乙的加速度为g C．剪断瞬间，小球甲的加速度为3g D．同时剪断和的瞬间，小球甲和乙的加速度都为g 考点二　超重与失重问题 1．对超重和失重现象的理解 (1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力（或拉力）变大或变小了（即“视重”变大或变小了）。 (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，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。 2．判断超重和失重的方法 (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，物体处于失重状态；等于0时，物体处于完全失重状态。 (2)从加速度的角度判断 当物体具有向上的（分）加速度时，物体处于超重状态；具有向下的（分）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。 【典例3】（2026·山东淄博·二模）一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼，其高度与时间的关系图像如图所示，时间内和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。乘客所受支持力的大小用表示，速度大小用表示，重力加速度大小为。则（　　） A．时间内，增大， B．时间内，减小， C．时间内，增大， D．时间内，减小， 【典例4】（2026·辽宁鞍山·二模）一水火箭从地面竖直向上发射，其速度随时间变化的图像如图所示。不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．时刻水火箭处于超重状态 B．时刻水火箭刚好回到发射点 C．时间内水火箭的加速度变小 D．时间内水火箭向下运动 考点三　动力学中的两类基本问题 1．把握“两类分析”“两个桥梁” (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。 (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。 2．解题思路 【典例5】（2026·山东泰安·模拟预测）如图所示，一木楔OABC固定于水平地面上，其斜面AB段的倾角为，BC段的倾角为，AB与BC间、BC与地面间均通过一段很短的圆弧平滑连接，A、B离水平地面的高度分别为和。现将一质量为的物块P从斜面上A处由静止释放，物块P与木楔间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，，，求： (1)P从A运动至B所用的时间； (2)P到达C时的速度大小。 【典例6】（2026·江西·模拟预测）如图所示，一挡板垂直斜面固定放置，斜面与水平面的夹角θ=37°，交线为CD，斜面内BC与CD垂直，挡板平面与斜面的交线为AC，∠ACB=θ=37°。挡板长L=1.82 m，质量m=0.2 kg的滑块从挡板上端A点由静止滑下，滑块与斜面、挡板间的动摩擦因数均为μ=0.1，取重力加速度大小g=10 m/s2，sin37°=0.6，滑块可看作质点，不计空气阻力，求： (1)滑块受到的摩擦力大小f； (2)滑块的加速度大小a； (3)滑块滑到挡板底端C点时的速度大小v。 1. （2026·安徽马鞍山·二模）如图所示，升降机内有质量相同的小球A和B、A、B间用轻弹簧相连并通过轻绳悬挂在升降机顶部，升降机一直以加速度a竖直向上做匀加速运动，重力加速度为g。某时刻剪断轻绳，此瞬间，A、B的加速度大小分别为（    ） A．，a B．，a C．，0 D．，0 2. （2026·海南·一模）（多选）在如图所示的装置中，水平地面上放置着一个装有力传感器的木箱，木箱（含力传感器）的质量为2m，一个质量为m的小球通过轻质细弹簧竖直悬挂在箱顶，同时用一根轻绳将小球与箱底的力传感器（固定在箱底）连接起来。当系统处于平衡状态时，力传感器显示的拉力数值为mg（g为重力加速度大小），弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．系统平衡时，弹簧的伸长量为 B．剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为g C．剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为2mg D．剪断轻绳瞬间，地面对木箱的支持力大小为4mg 3. （2026·湖北襄阳·一模）（多选）如图所示，为两个可视为质点的相同小球，在竖直面内由轻质细绳以及轻质弹簧连接。其中两点固定于竖直墙上，与竖直方向夹角为与竖直方向夹角为沿水平方向。’已知重力加速度大小为，现只剪断绳，则（　　） A．剪断绳后瞬间，球加速度为 B．剪断绳后瞬间，球加速度为 C．剪断绳后瞬间，球加速度为 D．剪断绳后瞬间，球加速度为 4. （25-26高一上·云南昆明·期末）如图所示，两个完全相同且质量均为2kg的物体A、B用轻弹簧连接，沿弹簧轴线方向用力F拉动物块 A，稳定后AB以2m/s2的加速度一起向右做匀加速直线运动，已知弹簧始终在弹性限度内，A、B与水平面间的动摩擦因数均为0.2，g取10m/s2。则稳定后，下列说法正确的是（    ） A．拉力F的大小为8N B．弹簧弹力大小为4N C．撤去力F的瞬间，A的加速度大小为6m/s2 D．撤去力F的瞬间，B的加速度大小为1m/s2 5. （2026·湖南岳阳·一模）（多选）如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球之间用轻绳AB、BQ和轻弹簧PA连接并保持静止，其中轻绳AB保持水平，轻弹簧PA与竖直方向夹角为37°，轻绳BQ与竖直方向夹角为53°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A． B． C．剪断轻绳BQ的瞬间，小球m1的加速度为 D．剪断轻绳BQ的瞬间，小球m2的加速度为 6. （2025·安徽淮北·一模）如图所示，用三根细线a、b、c将质量均为m的两个小球1和2连接并悬挂。两小球处于静止状态时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。若将细线b剪断，则剪断前和剪断瞬间细线a拉力大小分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 7. （2026·四川雅安·一模）如图，物块A、B通过轻弹簧连接，B通过细线悬挂在天花板上，系统处于静止状态。某时刻剪断细线并开始计时，直到弹簧第一次恢复原长的过程中，A，B的速度v随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 8. （2026·河南·二模）如图所示，质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在粗糙的水平面上，二者处于静止状态，重力加速度为g。将质量为的木块C轻放在A上的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小变为 B．木块A的加速度大小为 C．木块B对水平面的压力大小变为 D．弹簧的形变量瞬间增大 9. （2025·山西·模拟预测）如图所示，轻绳1一端连接小球A，另一端悬挂在天花板上。轻绳2连接小球A、B，轻绳3一端连接小球B，另一端固定在竖直墙壁上，两小球均处于静止状态，已知小球B的质量为。轻绳1与竖直方向、轻绳2与水平方向的夹角均为，轻绳3沿水平方向，已知重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．小球A的质量为 B．轻绳1上的张力 C．轻绳3上的张力 D．剪断轻绳2的瞬间，小球A的加速度大小为 10. （2026·河北衡水·二模）2026年央视春节联欢晚会上，人形机器人与小朋友进行同台集群武术表演，机器人侧空翻、打醉拳、耍兵器、连续踢腿等节目惊艳了春晚舞台。下列说法中正确的是（　　） A．人形机器人表演侧空翻时，其重心位置可能不在机器人上 B．观众在观看人形机器人打醉拳时可以把机器人当成质点 C．人形机器人连续踢腿时速度越大，惯性越大 D．人形机器人在空中表演侧空翻落地前，处于超重状态 11. （2026·辽宁·模拟预测）（多选）一个苹果从高度为处开始做自由落体运动，取重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．苹果下落过程处于失重状态 B．苹果运动的时间为 C．苹果落地时，苹果对地面的压力大于地面对苹果的支持力 D．苹果在空中受重力作用，重力单位牛顿是国际单位制基本单位 12. （2026·江西·模拟预测）如图所示，轻绳1两端分别固定在M、N两点（N点在M点右上方），轻绳1上套有一个轻质的光滑小环O，质量为m的物块通过另一根轻绳2悬挂在环的下方，处于静止状态，∠MON=60°。现用一水平向右的力F缓慢拉动物块，直到轻绳2与M、N的连线方向垂直，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ） A．施加拉力F前，轻绳1的张力大小为 B．物块在缓慢移动过程中始终处于超重状态 C．在物块缓慢移动过程中，轻绳2的张力越来越小 D．在物块缓慢移动过程中，轻绳1的张力可能先增大后减小 13. （2026·天津滨海新区·二模）2026年央视春晚节目《武BOT》中，人形机器人与武术演员同台完成空翻、舞剑、棍法对练等动作，展现了强大的运动控制与平衡能力。如图甲、乙、丙所示，机器人空翻时，先踏上辅助平台，之后平台向上弹起，将机器人推向空中，辅助机器人完成空翻动作，以下说法正确的是（　　） A．研究机器人空翻动作时，可以将机器人视为质点 B．辅助平台对机器人的作用力与机器人对辅助平台的作用力大小始终相等 C．机器人腾空翻腾的过程中处于超重状态 D．机器人的速度越大，其惯性越大 14. （2026·山东济宁·二模）（多选）如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻弹簧两端分别拴接在物块a和斜面底端挡板处，物块b、c用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳拴接，物块b与滑轮间的轻绳和弹簧均与斜面平行。用外力托住物块c，使物块b、c间轻绳伸直但无张力；撤去外力，物块c由静止开始运动。物块c运动过程中未触地，斜面足够长，弹簧始终处于弹性限度内。已知物块a、b、c的质量分别为、、，弹簧的劲度系数为，重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A．从开始运动到物块、分离，物块始终处于失重状态 B．物块、分离瞬间，物块的加速度大小为 C．物块、分离瞬间，物块、间绳子的拉力大小为 D．从开始运动到物块、分离瞬间，物块的位移大小为 15. （2026·天津·一模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，李同学双手握住水平单杠保持静止（只有双手接触单杠且双腿悬空）。已知该引体向上器的质量为3kg，该同学的质量为57kg，g取。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．双手间距大于肩宽时，距离越大，单杠对每只手臂的作用力越大 C．每个橡胶垫与墙面间的摩擦力为600N D．李同学由静止下降到最低点的过程中，单杠对人的作用力始终等于其自身重力 16. （2026·陕西咸阳·模拟预测）如图所示为某排球运动员竖直向上跃起击球的情景，下列说法正确的是（　　） A．以运动员为参考系，排球一定是静止的 B．研究运动员跃起姿势时，可以将其视为质点 C．运动员离开地面后，向上跃起时处于失重状态 D．运动员击球时，运动员对排球的力大于排球对运动员的力 17. （2026·辽宁·二模）北京时间2026年2月23日第25届米兰—科尔蒂纳冬奥会闭幕，中国代表团最终以5金4银6铜的成绩排在奖牌榜第12位，创造了境外参加冬奥会的历史最佳战绩。如图为四个冬奥运动项目中运动员运动的一些场景，下列有关说法正确的是（　　） A．在研究甲图中的运动员完成某项技术动作时，可以把运动员看成质点 B．在乙图中运动员用冰壶刷冰的目的是为了减少冰壶与冰面的摩擦力，以增大冰壶的惯性 C．丙图中的处于空中的运动员，在其上升和下降的过程中均为失重状态 D．丁图中速度滑冰项目比的是运动员的平均速度大小，第一名则平均速度最小 18. （2026·福建莆田·模拟预测）某消防队员从一平台无初速度跳下，下落后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心匀变速下降了，，求 (1)消防队员刚着地时的速度大小； (2)缓冲下降所用的时间； (3)缓冲过程地面对他双脚的平均作用力的大小为自身重力的多少倍。 19. （2026·山东泰安·三模）如图所示，倾角为的足够长斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向下运动的时间是向上运动的时间的倍，则它与斜面间的动摩擦因数为（　　） A． B． C． D． 20. （2026·重庆沙坪坝·模拟预测）某流线型物体入水时的情景如图所示，物体(可视为质点)质量为， 从距离水面的高度处的点由静止开始落下，在点入水后匀减速下降到点时速度减为零。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)求物体从点下落到点所用的时间； (2)若认为物体入水瞬间的速度不变，物体从点减速下降到点所用的时间为物体从点下落到点所用的时间的一半，求物体从点下降到点过程中的水对物体的作用力大小。 21. （2026·陕西咸阳·二模）风洞是一种通过产生可控气流以模拟真实空气动力学条件的管道实验设备，用于测试模型或实物的气流特性与性能，被誉为研制新一代飞行器的摇篮。如图所示，在风洞中，长为的固定直杆与水平面成角。有一质量的小环套在直杆上，以的初速度从点沿杆下滑，小环与杆的动摩擦因数为，风洞对小环始终施加水平向右的恒定风力，小环从点离开时速度为，取，。求： (1)恒定风力的大小； (2)若点到地面距离足够大，求小环离开点后的最小速度。 学科网（北京）股份有限公司 $