第3单元 02 第8讲 牛顿第二定律的基本应用（PPT课件）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习（基础版）

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿第二定律的基本应用，覆盖瞬时性问题、动力学两类基本问题、超重失重三大核心考点，依据高考评价体系分析近三年真题考点分布，明确瞬时性问题占25%、动力学综合题占40%的高频考查权重，归纳选择、计算等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“真题精析+方法建模+素养落地”，如以2024湖南卷瞬时性问题为例，通过“平衡态受力分析-弹力突变判断-牛顿第二定律应用”三步法突破，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。课时作业分层设计基础巩固与综合提升题，助力学生掌握受力分析、运动学公式联用等解题技巧，教师可依托课件实现考点精准突破，提升高考复习效率。

第8讲 牛顿第二定律的基本应用 1 考点一 瞬时性问题 考点二 动力学中的两类基本问题 考点三 超重和失重问题 经典习题 ◆ ◆ 考点精讲 课时作业 答案核查【考】 答案核查【作】 2 考点一 瞬时性问题 必备知识 精梳理 1.瞬时性问题本源 加速度与合力具有因果关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失.从研究连接物 体的模型角度可以分为以下两种情况. (1)轻绳、轻杆(或接触面)<m></m>不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后,其 弹力立即消失或改变，恢复形变不需要时间，弹力可以突变. (2)轻弹簧、橡皮绳：发生明显形变产生弹力的物体，需要较长的形变恢复时间，在瞬 时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变，弹力不可突变. 考 点 一 3 2.解题思路 (1)选取研究对象(一个物体或几个物体组成的系统). (2)先分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面之前物体的受力情况,由平衡条件求相关力. (3)再分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面瞬间物体的受力情况,由牛顿第二定律列方程求 瞬时加速度. 考 点 一 4 典例精析 明思路 例1 [2024·湖南卷] 如图所示，质量分别为、、、的四个小球、、、 通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于点，处于静止状态，重力加速度为.若将、 间的细线剪断，则剪断瞬间和 的加速度大小分别为( ) A.， B.， C.， D.， √ 考 点 一 5 [解析] 将、间的细线剪断前，、、、受力平衡，对、、 整体受力分析， 如图甲所示，、间弹簧的弹力，对受力分析，如图乙所示，、 间弹 簧的弹力；剪断细线瞬间，细线无拉力，弹簧弹力不突变，对 受力分析， 如图丙所示，则所受的合力,的加速度大小 ，对 受力分析，如图丁所示，则所受的合力， 的加速度大小 ，故A正确. 考 点 一 6 考点二 动力学中的两类基本问题解答规范 必备知识 精梳理 解决两类基本问题的方法：以________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： 加速度 考 点 二 7 典例精析 明思路 考向一 已知受力求运动情况 例2 [2024·安徽卷] 如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧， 它们的一端分别固定于水平线上的、 两点，另一端均连接在质 量为的小球上.开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于 A.速度一直增大 B.速度先增大后减小 C.加速度的最大值为 D.加速度先增大后减小 连线的中点，弹簧处于原长.后将小球竖直向上.缓慢拉至 点，并保持静止，此时拉 力大小为.已知重力加速度大小为 ，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力. 若撤去拉力，则小球从点运动到 点的过程中( ) √ 考 点 二 8 [解析] 缓慢拉至点，保持静止，由平衡条件可知此时拉力 、重力和两弹簧拉力的合 力为零，此时两弹簧的合力大小为，当撤去拉力，则小球从点运动到 点的过程 中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下，小球一直做加速运动，故A正确，B错误；小 球从点运动到 点的过程中，弹簧形变量变小，且两弹簧拉力夹角增大，故弹簧在竖 直方向的合力不断变小，故小球所受合外力一直变小，加速度的最大值为刚撤去拉力 时的加速度，由牛顿第二定律可知 ,加速度 的最大值为 ，C、D错误. 考 点 二 9 例3 (12分)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平 面成 角，长度 ，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接.若货物从倾斜滑 轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为 ，货物可视为质点 ，，取 . (1) 求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度 的大小； [答案] [解析] 货物在倾斜滑轨上滑行时，根据牛顿第二定律得 (2分) 代入数据解得 (1分) 考 点 二 10 例3 (12分)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平 面成 角，长度 ，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接.若货物从倾斜滑 轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为 ，货物可视为质点 ，，取 . (2) 求货物在倾斜滑轨末端时速度 的大小； [答案] [解析] 货物在倾斜滑轨上做匀加速直线运动，根据运动学公式可知 (2分) 解得 (2分) 考 点 二 11 例3 (12分)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中，如图所示，倾斜滑轨与水平 面成 角，长度 ，水平滑轨长度可调，两滑轨间平滑连接.若货物从倾斜滑 轨顶端由静止开始下滑，其与滑轨间的动摩擦因数均为 ，货物可视为质点 ，，取 . (3) 若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过，求水平滑轨的最短长度 . [答案] 考 点 二 12 [解析] 货物在水平滑轨上做匀减速直线运动，根据运动学公式可知 (2分) 其中 (2分) 解得 (1分) 考 点 二 13 考向二 已知运动情况求受力 例4 [2024·贵州卷] 某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某 段时间内，小圆盘仅受重力和颗粒介质对其向上的作用力 .用高速相机记录小圆盘 在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可 能正确的是( ) A.一直大于 B.一直小于 C.先小于，后大于 D.先大于，后小于 √ 考 点 二 14 [解析] 由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小，可知铁质小圆盘的速度 先增大后减小，以向下为正方向，即铁质小圆盘的加速度先正后负，根据牛顿第二定 律有，可知先小于，后大于 ，故选C. 考 点 二 15 考点三 超重和失重问题 必备知识 精梳理 超重、失重和完全失重的对比 超重 失重 完全失重 产生条件 物体的加速度______ 物体的加速度______ 物体竖直向下的加速度等于 对应运动 情境 ______上升或______ 下降 ______下降或______ 上升 自由落体运动、竖直上抛运 动等 原理 __________ __________ ___ 向上 向下 加速 减速 加速 减速 0 考 点 三 16 说明 (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. (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. 续表 考 点 三 【辨别明理】 1.质量为的物体处于超重状态时,物体的重力大于 .( ) × 2.物体处于完全失重状态时其重力消失.( ) × 3.减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于其重力.( ) × 考 点 三 18 典例精析 明思路 例5 [2024·全国甲卷] 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 . (1) 电梯静止时测力计示数如图所示，读数为____ (结果保留1位 小数)； 5.0 [解析] 由题图可知弹簧测力计的分度值为，则读数为 . 考 点 三 19 例5 [2024·全国甲卷] 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 . (2) 电梯上行时，一段时间内测力计的示数为 ，则此段时间内物体处于______ 失重 [解析] 电梯上行时，一段时间内测力计的示数为 ，小于物体 的重力，可知此段时间内物体处于失重状态；电梯静止时，测力 计示数等于物体重力，则物体重力 ，根据牛顿第二定 律有 ，代入数据联立解得电梯加速度大小 . 1.0 (选填“超重”或“失重”)状态，电梯加速度大小为_____ (结果保留1位小数). 考 点 三 20 例6 [2025·河南信阳一中月考] 智能手机里一般都装有加速度传感器.打开手机加速度 传感器软件，手托着手机在竖直方向上运动，通过软件得到加速度随时间变化的图像 如图所示，以竖直向上为正方向，重力加速度为 .下列说法正确的是( ) A. 时刻手机处于完全失重状态 B. 时刻手机开始向上运动 C. 时刻手机达到最大速度 D.手机始终没有脱离手掌 √ 考 点 三 21 [解析] 时刻手机加速度为 ，方向竖直向下，手机处于完全失重状态，故A正确； 由题可知，时间内先托着手机向下做加速运动， 时间内向下做减速运动 图像与坐标轴围成的面积为速度， 时刻手机达到加速度为正方向的最大值，故 时刻手机的速度小于 时刻手机的速度且不是最大值，故B、C错误；手机加速度向 上时受到手向上的支持力不会脱离手掌，手机加速度为 的过程中处于完全失重状态，可以说此过程手机和手脱离 也可以说恰好没有脱离手掌，故D错误. 考 点 三 22 1.“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根橡皮绳.如图所示， 质量为的小明静止悬挂时，两橡皮绳的夹角为 ，重力加速度为 ,则( ) A.每根橡皮绳的拉力为 B.若将悬点间距离变小，则每根橡皮绳所受拉力将变小 C.若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时加速度 D.若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根轻绳，则小 明左侧轻绳在腰间断裂时，小明的加速度 √ 经 典 习 题 23 [解析] 选设每根橡皮绳的拉力为，由可得 ，两悬点间距 离变小，两橡皮绳间夹角变小，橡皮绳的拉力 也变小，A错误，B正确；当小明左侧 橡皮绳在腰间断裂时，右侧橡皮绳拉力不变，此时小明的合力与左侧初始时橡皮绳的 拉力大小相等，方向相反，由可求得加速度 ，C错误；如果小明腰 间拴的是两根轻绳，则小明左侧轻绳在腰间断裂时，右侧轻绳的拉力可瞬间发生变化， 使小明沿右侧轻绳方向加速度为零，由 可得， 此时小明的加速度 ，选项D错误. 经 典 习 题 24 2.如图所示,、两球质量相等,光滑斜面的倾角为 ,图甲中、 两球用轻弹簧相连,图 乙中、两球用轻杆相连,系统静止时,挡板 与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行, 重力加速度为 ,则在突然撤去挡板的瞬间( ) A.两图中两球的加速度均为 B.两图中 球的加速度均为0 C.图乙中轻杆的作用力一定不为0 D.图甲中球的加速度是图乙中 球的加速度的2倍 √ 经 典 习 题 25 [解析] 撤去挡板前,对整体分析,挡板对球的弹力大小为 ,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,图甲中球所受合力为零,加速度为零, 球 所受合力为 ,加速度为 ,图乙中轻杆的弹力突变为零,、 球所受合力 均为 ,加速度均为 ,故D正确,A、B、C错误. 经 典 习 题 26 3.一质量为的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移与时间 的关系图 像如图所示.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 .以下判断正确的是( ) A.时间内,增大, B.时间内,减小, C.时间内,增大, D.时间内,减小, [解析] 图像的斜率表示速度, 时间内乘客的速度增大,乘客向下做加速运动, 故加速度向下,乘客失重,,选项A错误; 时间内乘客的速度不变,乘客做匀 速运动,说明乘客处于平衡状态,,选项B错误; 时间内乘客的速度减小,乘 客向下做减速运动,故加速度向上,乘客超重, ,选项C错误,D正确. √ 经 典 习 题 27 4.小明乘坐竖直电梯经过可达顶楼,已知电梯在 时由静止开始上升,取竖直向 上为正方向,该电梯的加速度随时间 的变化图像如图所示.若电梯受力简化为只受重力 与绳索拉力,则( ) A.时,电梯处于失重状态 B.在 时间内,绳索拉力最小 C.时,电梯处于超重状态 D. 时,绳索拉力的功率恰好为零 √ 经 典 习 题 28 [解析] 电梯在时,,处于超重状态,故A错误；时间内, ,电梯处 于平衡状态,绳索拉力的大小等于电梯的重力,大于电梯失重时绳索的拉力,所以这段时 间内绳索拉力不是最小,故B错误；时,电梯减速向上运动, ,加速度方向向 下,电梯处于失重状态,故C错误； 图像与横坐标轴所围的面积表示速度的变化量大 小,由几何知识可知,内速度的变化量为0,而电梯的初速度为0,所以 时,电梯速 度恰好为0,根据 可知绳索拉力的功率恰好为零,故D正确. 经 典 习 题 29 5.高空坠物危及人身安全,已成为城市公害.因此有专家建议在高楼外墙安装防高空坠物 网.某公司的一座高楼在2楼安装了防坠物网,网底水平,与2楼地板等高,如图所示.该高楼 2楼地板离地面的高度为,2楼及以上每层高度为 .现让一瓶矿泉水从26楼的 窗台自由坠落进行测试,矿泉水的质量为,窗台离地板的高度为 ,矿泉水落到 防坠物网上后最大下陷深度为 .矿泉水下落过程中空气阻力不计,水瓶接触网面后 的运动可视为匀减速运动.重力加速度取 . 经 典 习 题 30 (1) 求矿泉水刚落到网面时的速度大小; [答案] [解析] 矿泉水落到网面时通过的位移为 由运动学公式有 可求出矿泉水刚落到网面时的速度为 经 典 习 题 31 5.高空坠物危及人身安全,已成为城市公害.因此有专家建议在高楼外墙安装防高空坠物 网.某公司的一座高楼在2楼安装了防坠物网,网底水平,与2楼地板等高,如图所示.该高楼 2楼地板离地面的高度为,2楼及以上每层高度为 .现让一瓶矿泉水从26楼的 窗台自由坠落进行测试,矿泉水的质量为,窗台离地板的高度为 ,矿泉水落到 防坠物网上后最大下陷深度为 .矿泉水下落过程中空气阻力不计,水瓶接触网面后 的运动可视为匀减速运动.重力加速度取 . (2) 求矿泉水从开始下落到下陷最大深度时所需的时间; [答案] 经 典 习 题 32 [解析] 设第一段运动时间为,第二段运动时间为、位移为 ,则有 则 经 典 习 题 33 5.高空坠物危及人身安全,已成为城市公害.因此有专家建议在高楼外墙安装防高空坠物 网.某公司的一座高楼在2楼安装了防坠物网,网底水平,与2楼地板等高,如图所示.该高楼 2楼地板离地面的高度为,2楼及以上每层高度为 .现让一瓶矿泉水从26楼的 窗台自由坠落进行测试,矿泉水的质量为,窗台离地板的高度为 ,矿泉水落到 防坠物网上后最大下陷深度为 .矿泉水下落过程中空气阻力不计,水瓶接触网面后 的运动可视为匀减速运动.重力加速度取 . (3) 矿泉水对网的作用力大小是一名中学生(质量为 )体重的多少 倍? [答案] 1.86倍 经 典 习 题 34 [解析] 设匀减速运动的加速度大小为 ,则有 设网对矿泉水的作用力大小为 ,由牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知,矿泉水对网的作用力为 故 经 典 习 题 35 课时作业 36 (限时40分钟) 1.某同学站在水平放置于电梯内的电子秤上，电梯运行前电子秤的示数如图甲所示.电 梯竖直上升过程中，某时刻电子秤的示数如图乙所示，则该时刻电梯(重力加速度 取 )( ) A.做减速运动，加速度大小为 B.做减速运动，加速度大小为 C.做加速运动，加速度大小为 D.做加速运动，加速度大小为 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 37 [解析] 根据牛顿第二定律有，可得 ， 电梯向上加速运动，故选D. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.[2025·辽宁省重点中学协作校二模] 2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在 内蒙古东风着陆场成功着陆.若返回舱距离地面时，返回舱的速度为 ，此时 返回舱底部的4台反推火箭点火工作，使返回舱触地前瞬间速度降至 ，实现软着 陆.若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动，返回舱的质量变化和受到的空气阻力均 忽略不计.若返回舱的总质量为，取 ，则4台反推火箭点火工作时 提供的推力大小为( ) A. B. C. D. [解析] 返回舱做匀减速运动的加速度大小为 ，方向 竖直向上，根据牛顿第二定律有 ，解得 ，故选D. √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 39 3.[2025·湖北卷] 一个宽为的双轨推拉门由两扇宽为 的门板组成，门处于关闭状态， 其俯视图如图甲所示.某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上，一段时间 后撤去拉力，该门板完全运动到另一边，且恰好不与门框发生碰撞，其俯视图如图乙 所示.门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比为 ，重力加速度大小为 .若要 门板的整个运动过程用时尽量短，则所用时间趋近于( ) A. B. C. D. √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 40 [解析] 门板先在向右的外力作用下做匀加速直线运动，撤去外力后做匀减速直线运动， 若外力比较大，加速时间很短，位移很小，可以忽略不计，此时门板的运动时间最短， 撤去外力后根据牛顿第二定律有，设撤去外力后门板运动时间为 ,运动的距 离为,可得门板的最短运动时间趋近于 ,B正确. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 41 4.无人驾驶汽车从发现紧急情况到开始刹车的时间为反应时间.已知某无人驾驶汽车的 反应时间为，该无人驾驶汽车以 的速度在干燥路面从发现紧急情况到刹车 停下来要运动，则车轮与路面间的动摩擦因数为取 ( ) A.0.05 B.0.468 C.0.5 D.0.6 [解析] 设车轮与路面间的动摩擦因数为 ，则无人驾驶汽车刹车过程的加速度大小为 ,根据题意有,其中， ,联立解得 ，故选C. √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 42 5.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空点自由下落，图中 点是 弹性绳的原长位置，是人所到达的最低点， 是人静止悬吊时的平衡位置，空气阻力 不计，则人从点落下到最低点 的过程中( ) A.人从 点开始做减速运动，一直处于失重状态 B.在 段绳的拉力小于人的重力，人处于超重状态 C.在 段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态 D.在 点，人的速度为零，加速度也为零 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 43 [解析] 在段绳还没有被拉长，人做自由落体运动，所以处于完全失重状态，在 段 绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，处于失重状态，在 段绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，处于超重状态，故 A、B错误，C正确；在 点，人的速度为零，绳的形变量最大，绳的拉力最 大，人受到的合力向上，有向上的加速度，故D错误． 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 44 6.[2025·四川攀枝花二模] 如图所示，质量为的滑块与质量为的滑块 置于水平 地面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为 .重力加速度 为，用水平向右的拉力拉滑块 ，使两滑块均做匀速直线运动.某时刻突然撤去该拉 力 ，则下列说法正确的是( ) A.拉力的大小为 B.撤去拉力前，弹簧弹力大小为 C.撤去拉力瞬间，滑块的加速度大小为 D.撤去拉力瞬间，滑块的加速度大小为 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 45 [解析] 对、 及弹簧整体分析可知，两滑块匀速运动时整体处于平衡状态，可知拉力 的大小为，A正确；撤去拉力前，对 受力分析可知弹簧 弹力大小为，B错误；撤去拉力瞬间，弹簧弹力不变，则滑块 受力仍平 衡，可知的加速度大小为零，C错误；撤去拉力瞬间，对滑块 由牛顿第二定律有 ，可得加速度大小为 ，D错误. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 46 7.[2025·辽宁名校联盟模拟] 如图所示，两个小球 、 悬挂在水平天花板下，并处于静止状态，其中 小球和悬挂点之间的细线与天花板的夹角为 ， 小球和悬挂点 之间的轻弹簧与天花板之间的夹角 A. B. C. D. 为 ，小球、之间的细线水平.已知，，则剪断小球 、 之间的细线瞬间，小球与 的加速度大小之比为( ) √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 47 [解析] 剪断、之间的细线，小球向下摆动，加速度大小为 ；剪 断细线前，对小球根据受力平衡有、，剪断、 之 间的细线瞬间，弹簧弹力大小不变，小球 向右加速，加速度大小为 ，所以剪断小球、之间的细线瞬间，小球与 的加速度 大小之比 ，故选A. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 48 8.[2025·北京卷] 模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直 向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面.实验舱运动过程中， 受到的空气阻力的大小随速率增大而增大，随时间 的变化情况如图所示 (向上为正).下列说法正确的是( ) A.从到 ，实验舱处于电磁弹射过程 B.从到 ，实验舱加速度减小 C.从到 ，实验舱内物体处于失重状态 D. 时刻，实验舱达到最高点 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 49 [解析] 时间内， 向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减 小，故实验舱先处于弹射过程后竖直向上做减速运动,故A错误；时间内， 向下 在减小，可知此时速度方向向上，速度在减小，根据牛顿第二定律有 ， 即，故加速度在减小，故B正确；时间内， 向上，先增大后减小， 可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，加速度方向先向下 后向上，先失重后超重，故C错误；根据前面分 析可知 时刻速度方向改变，从向上变成向下运 动，故 时刻到达最高点，故D错误. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 9.在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到 高空时， 速度达到 ，助推器脱落，经过一段时间落回地面.已知助推器脱落后的运 动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的，取 .求： (1) 助推器能上升到距离地面的最大高度； [答案] [解析] 助推器脱落后，受到阻力为 ，上升过程中，由牛顿第二定律有 代入数据解得 方向竖直向下，则助推器向上做匀减速直线运动，继续上升的高度为 所以助推器能上升到距离地面的最大高度为 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 51 9.在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到 高空时， 速度达到 ，助推器脱落，经过一段时间落回地面.已知助推器脱落后的运 动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的，取 .求： (2) 助推器落回地面的速度大小和助推器从脱离到落地经历的时间. [答案] ; 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 52 [解析] 助推器从最高点开始下落的过程中，由牛顿第二定律得 代入数据解得 落回地面的速度大小为 助推器从脱离到最高点所用时间为 从最高点到落地点所用时间为 所以助推器从脱离到落地经历的时间为 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 53 10.[2025·山东日照质检] 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减， 潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没.总质量为 的某潜艇，在高密度海水区域距海平面、距海底 处沿水平方 向缓慢潜航，如图所示. 当该潜艇驶入低密度海水区域 点时，浮力突然降为 ， 后，迅速对潜艇减重(排水)，结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮， 避免了一起严重事故.已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为 ，潜 艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度 取 ， ，求： 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 54 (1) 潜艇“掉深” 时的速度； [答案] [解析] 设潜艇刚“掉深”时的加速度大小为 ，对潜艇，由牛顿第二定律得 代入数据解得 末的速度为 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 55 10.[2025·山东日照质检] 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减， 潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没.总质量为 的某潜艇，在高密度海水区域距海平面、距海底 处沿水平方 向缓慢潜航，如图所示. 当该潜艇驶入低密度海水区域 点时，浮力突然降为 ， 后，迅速对潜艇减重(排水)，结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮， 避免了一起严重事故.已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为 ，潜 (2) 潜艇减重排出水的质量； [答案] 艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度 取 ， ，求： 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 56 [解析] “掉深”时，潜艇下落的高度 潜艇减速下落的高度 在减速阶段 解得 设潜艇减重后的质量为，潜艇减重后以大小为 、方向向上的加速度匀减速 下沉过程中，由牛顿第二定律得 代入数据解得 “掉深”过程中排出水的质量 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 57 10.[2025·山东日照质检] 潜艇从高密度海水区域驶入低密度海水区域时，浮力顿减， 潜艇如同“汽车掉下悬崖”，称之为“掉深”，曾有一些潜艇因此沉没.总质量为 的某潜艇，在高密度海水区域距海平面、距海底 处沿水平方 向缓慢潜航，如图所示. 当该潜艇驶入低密度海水区域 点时，浮力突然降为 ， 后，迅速对潜艇减重(排水)，结果潜艇刚好零速度“坐底”并安全上浮， 避免了一起严重事故.已知在整个运动过程中，潜艇所受阻力大小恒为 ，潜 (3) 潜艇从点开始“掉深”到返回 点过程中阻力的冲量 (结果取2位有效数字). [答案] ，方向竖直向上 艇减重的时间忽略不计，海底平坦，重力加速度 取 ， ，求： 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 58 [解析] 向下减速所需时间 设上浮过程潜艇的加速度大小为 ，由牛顿第二定律得 解得 在上浮过程中，根据位移—时间公式可得 解得 潜艇下降过程阻力的冲量 方向竖直向上 潜艇上升过程中阻力的冲量 方向竖直向下 全程阻力的冲量 方向竖直向上 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 59 考点一 例1 A 考点二 必备知识 精梳理 加速度 例2 A 例3 (1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m> 例4 C 考点三 必备知识 精梳理 向上 向下 加速 减速 加速 减速 <m></m> <m></m> 0 【辨别明理】 1.× 2.× 3.× 例5 (1)5.0 (2)失重 1.0 例6 A 答 案 核 查 60 基础巩固练 1.D 2.D 3.B 4.C 5.C 6.A 综合提升练 7.A 8.B 9.(1)<m></m> (2)<m></m> <m></m> 10.(1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m>，方向竖直向上 答 案 核 查 61 $