第3单元 2.第8讲 牛顿第二定律的基本应用（word练习）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习经典习题（基础版）

**基本信息** 聚焦牛顿第二定律应用，通过平衡态、瞬时态、图像分析及多过程计算题型，构建“受力分析-运动状态-规律应用”知识逻辑链，强化科学推理与模型建构。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |静态平衡与动态变化|1题|双绳悬挂平衡，悬点距离变化对拉力影响|力的合成与分解→平衡条件应用| |瞬时加速度分析|1题|弹簧与轻杆突变问题，撤去挡板瞬间加速度|弹力突变特性→牛顿第二定律瞬时性| |运动图像与受力关系|2题|x-t、a-t图像分析电梯运动，判断超重失重|图像斜率/面积→运动状态→受力分析| |多过程运动计算|1题|自由落体后匀减速，求速度、时间及作用力|运动学公式→牛顿第二定律→多过程衔接|

第8讲　牛顿第二定律的基本应用 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m的小明静止悬挂时,两橡皮绳的夹角为60°,重力加速度为g,则 ( B ) A.每根橡皮绳的拉力为mg 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a=g 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a=g [解析] 选设每根橡皮绳的拉力为F,由2Fcos 30°=mg可得F=mg,两悬点间距离变小,两橡皮绳间夹角变小,橡皮绳的拉力F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mg=ma可求得加速度a=g,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mgsin 30°=ma可得,此时小明的加速度a=g,选项D错误. 2.如图所示,A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为θ,图甲中A、B两球用轻弹簧相连,图乙中A、B两球用轻杆相连,系统静止时,挡板C与斜面垂直,轻弹簧、轻杆均与斜面平行,重力加速度为g,则在突然撤去挡板的瞬间 ( D ) A.两图中两球的加速度均为gsin θ B.两图中A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B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍 [解析] 撤去挡板前,对整体分析,挡板对B球的弹力大小为2mgsin 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,图甲中A球所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mgsin θ,加速度为2gsin θ,图乙中轻杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mgsin θ,加速度均为gsin θ,故D正确,A、B、C错误. 3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移x与时间t的关系图像如图所示.乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示.重力加速度大小为g.以下判断正确的是 ( D ) A.0~t1时间内,v增大,FN>mg B.t1~t2时间内,v减小,FN<mg C.t2~t3时间内,v增大,FN<mg D.t2~t3时间内,v减小,FN>mg [解析] x⁃t图像的斜率表示速度,0~t1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,FN<mg,选项A错误;t1~t2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,FN=mg,选项B错误;t2~t3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,FN>mg,选项C错误,D正确. 4.小明乘坐竖直电梯经过1 min可达顶楼,已知电梯在t=0时由静止开始上升,取竖直向上为正方向,该电梯的加速度a随时间t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 ( D ) A.t=4.5 s时,电梯处于失重状态 B.在5~55 s时间内,绳索拉力最小 C.t=59.5 s时,电梯处于超重状态 D.t=60 s时,绳索拉力的功率恰好为零 [解析] 电梯在t=4.5 s时,a>0,处于超重状态,故A错误;5~55 s时间内,a=0,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;t=59.5 s时,电梯减速向上运动,a<0,加速度方向向下,电梯处于失重状态,故C错误;a⁃t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,60 s内速度的变化量为0,而电梯的初速度为0,所以t=60 s时,电梯速度恰好为0,根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零,故D正确. 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3.75 m,2楼及以上每层高度为2.8 m.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500 g,窗台离地板的高度为1.25 m,矿泉水落到防坠物网上后最大下陷深度为37 cm.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g取10 m/s2. (1)求矿泉水刚落到网面时的速度大小; (2)求矿泉水从开始下落到下陷最大深度时所需的时间; (3)矿泉水对网的作用力大小是一名中学生(质量为50 kg)体重的多少倍? [答案] (1)37 m/s　(2)3.72 s　(3)1.86倍 [解析] (1)矿泉水落到网面时通过的位移为 H=(1.25+24×2.8) m=68.45 m 由运动学公式有 =2gH 可求出矿泉水刚落到网面时的速度为 v1=37 m/s (2)设第一段运动时间为t1,第二段运动时间为t2、位移为h,则有 t1+t2=H+h 则t=t1+t2=3.72 s (3)设匀减速运动的加速度大小为a,则有 =2ah 设网对矿泉水的作用力大小为F,由牛顿第二定律可知 F-mg=ma 解得F=930 N 由牛顿第三定律可知,矿泉水对网的作用力为 F'=930 N 故==1.86 学科网（北京）股份有限公司 $