第三单元 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（通用版）

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿第二定律的基本应用，覆盖两类动力学问题、超重失重、瞬时类问题及等时圆模型等核心考点。依据高考评价体系分析考点权重，如瞬时问题和动力学两类问题占比超60%，归纳多选、计算、图像分析等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，如以2025年甘肃卷瞬时问题为例，通过模型建构（轻弹簧与绳的弹力突变）和科学推理（牛顿第二定律瞬时应用）突破难点。特设易错点辨析（如完全失重时重力不变）和解题模板，助力学生掌握答题技巧，教师可依托此课件实现精准复习，提升备考效率。

第8讲 牛顿第二定律的基本应用 1 必备知识自查 核心考点探究 素养提升 ◆ ◆ 考点精讲 课时作业 2 一、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________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： 加速度 必备知识自查 3 二、超重和失重 1.超重 (1) 定义: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. 大于 (2)产生条件: . (3) 常见情景：竖直方向____________. 加速度向上 必备知识自查 4 2.失重 (1) 定义: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. 小于 (2)产生条件: . (3) 常见情景：竖直方向____________. 加速度向下 必备知识自查 5 3.完全失重 (1) 定义:物体对支持物(或悬挂物)________________的现象称为完全失重现象. 完全没有作用力 (2)产生条件: . (3) 常见情景：地面附近竖直方向加速度向下， ___；卫星在太空轨道 上绕地球运动或其他天体做匀速圆周运行时. 必备知识自查 6 【辨别明理】 1.系统的内力不会影响系统整体的运动效果.( ) √ 2.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.( ) × 3.质量为的物体处于超重状态时，物体的重力大于 .( ) × 4.物体处于完全失重状态时其重力消失.( ) × 5.减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于其重力.( ) × 必备知识自查 7 考点一 瞬时类问题 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，在瞬时 性问题中，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. 核心考点探究 8 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. 核心考点探究 9 例1 (多选)[2025·甘肃卷] 如图，轻质弹簧上端固定，下端悬挂 质量为的小球，质量为的小球与 用细线相连，整个系 统处于静止状态.弹簧劲度系数为，重力加速度为 .现剪断细线， 下列说法正确的是( ) A.小球 运动到弹簧原长处的速度最大 B.剪断细线的瞬间，小球的加速度大小为 C.小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为 D.小球运动到最低点时，弹簧的伸长量为 √ √ 核心考点探究 10 [解析] 剪断细线后，弹簧弹力大于的重力，则 先向上做加速运动，随 弹簧弹力的减小，向上的加速度减小，当加速度为零时速度最大，此时弹 力大小等于重力大小，弹簧处于拉伸状态，选项A错误；剪断细 线之前有，剪断细线瞬间弹簧弹力不变，则对 由牛 顿第二定律有，解得的加速度 ，选项B 正确； 核心考点探究 11 剪断细线之前弹簧伸长量，剪断细线后 做简谐运动，在平衡位 置时弹簧伸长量，即振幅为 ，由对称 性可知小球运动到最高点时，弹簧伸长量为 ，选项C正确； 由上述分析可知，小球运动到最低点时，弹簧伸长量为 ， 选项D错误. 核心考点探究 12 变式1 (多选)如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球质量相同且 均处于平衡状态，细线和弹簧与竖直方向的夹角均为 ,重力加速度大小 为 .如果突然把两水平细线剪断，则剪断瞬间( ) A.图甲中小球的加速度大小为 ，方向垂直倾斜细线向下 B.图乙中小球的加速度大小为 ，方向水平向左 C.图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为 D.图甲中倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为 √ √ 核心考点探究 13 [解析] 设两球质量均为，对小球 进行受力分析，如图甲所示，剪断水 平细线后，小球将沿圆弧摆下，故剪断水平细线瞬间，小球 的加速度 的方向沿圆周的切线方向向下，即垂直倾斜细线向下，则有 、，所以 ，方向垂直倾 斜细线向下，故A正确； 核心考点探究 14 对小球进行受力分析，如图乙所示，水平细线剪断瞬间，小球 所受重 力和弹簧弹力不变，小球的加速度 的方向水平向右，则有 、，所以 ，故B错误；图甲中 倾斜细线与图乙中弹簧的拉力之比为 ，故D正确，C错误. 核心考点探究 15 考点二 动力学中的两类基本问题 考向一 已知受力求运动 例2 [2025·广东佛山模拟] 避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故 的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成.如图所示竖直平面内，制动 坡床是与水平面夹角为 的斜面，坡床表面的动摩擦因数为 ，在一 次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向 冲上避险车道，， 取 ，已知摩托车冲过终点时的速度为 . 核心考点探究 16 (1) 求摩托车冲上坡床时的加速度大小和方向； [答案] ，方向沿斜面向下 [解析] 根据牛顿第二定律可知，摩托车冲上坡床时的加速度大小为 ，方向沿斜面向下 核心考点探究 17 例2 [2025·广东佛山模拟] 避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故 的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成.如图所示竖直平面内，制动 坡床是与水平面夹角为 的斜面，坡床表面的动摩擦因数为 ，在一 次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道. ，，取 ，已知摩托车冲过终点时的速 (2) 求摩托车冲上坡床的长度. [答案] 度为 . [解析] 由公式 得 摩托车冲上坡床的长度 核心考点探究 18 例2 [2025·广东佛山模拟] 避险车道是极限赛车运动中避免恶性交通事故 的重要措施，由制动坡床和防撞措施等组成.如图所示竖直平面内，制动 坡床是与水平面夹角为 的斜面，坡床表面的动摩擦因数为 ，在一 次比赛中，一辆摩托车冲过终点后迅速调整方向冲上避险车道 ，，取 ，已知摩托车冲过终点时的速 (3) 判断摩托车能否在最高点静止？若不能，则 返回终点的时间为多少？ 度为 . [答案] 不能 核心考点探究 19 [解析] 由于 ，摩托车不能在最高点静止，它将 返回终点 由公式 代入数据，解得 又 解得 核心考点探究 20 考向二 已知运动求受力 例3 [2025·河北衡水模拟] 如图甲所示，固定细杆与水平地面成 角，在 杆上套有一个小环(可视为质点)， 时刻，小环从杆的顶端自由滑下， 时，对小环施加沿杆向上的推力，小环在推力 的作用下继续向 下运动，推力大小与小环速度大小随时间 变化的规律如图乙所示.已知 ，重力加速度取 .求： 核心考点探究 21 (1) 小环与细杆间的动摩擦因数 ； [答案] 核心考点探究 22 [解析] 在时间内，由图像和 图像可知，小环的加速度 根据牛顿第二定律有 解得 核心考点探究 23 (2) 小环的质量 ； [答案] [解析] 在时间内，由 图像可知，小环做匀速运动，根据力的 平衡有 解得 核心考点探究 24 (3) 时间内，推力的大小. [答案] [解析] 在时间内，小环沿杆向上的加速度 根据牛顿第二定律有 解得 核心考点探究 25 考点三 超重和失重问题 考向一 超重和失重的定性分析 例4 (多选)[2025·云南丽江模拟] 在升降电梯内的地板上放一体重计，电 梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为 ，电梯运动过程 中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列 说法中正确的是( ) A.晓敏同学所受的重力变小了 B.晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支 持力 C.电梯一定在竖直向下运动 D.电梯的加速度方向一定竖直向下 √ √ 核心考点探究 26 [解析] 体重计示数小于体重说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是 所受重力变小，合力向下，加速度向下，A错误，D正确；晓敏对体重计 的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力，大小相等，B正确； 电梯做向上的减速运动也会是失重状态，示数小于其重力，C错误. 核心考点探究 27 考向二 超重和失重图像问题 例5 [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 √ 核心考点探究 28 [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. 核心考点探究 29 变式2 (多选)物理探究小组同学用手机中安装的加速度传感器测量一架电 梯运行过程中的加速度，他们利用电脑分析软件得到了一段时间内加速度 与时间的关系图像如图所示.规定竖直向上的方向为正方向，已知从 时刻开始的一段时间内电梯处于静止状态，重力加速度取 .下列 说法正确的是( ) 核心考点探究 30 A.时电梯处于超重状态， 时电梯处于失重状态 B.在 时间内，电梯一直处于失重状态 C.在 时间内，电梯保持静止状态 D.在 时，电梯的速度方向向上 √ √ 核心考点探究 31 [解析] 由图像可知，电梯由静止开始， 内向上加速运动，处于超重 状态；时间内向上匀速运动； 时间内加速度方向向下， 电梯向上做减速运动，处于失重状态，故A、C错误，B、D正确. 核心考点探究 32 例6 [2025·山西大同三模] 快递员手拿快递乘电 梯送货上楼，快递员进入电梯后，电梯向上运 行的 图像如图所示，则在乘坐电梯过程中， 快递员感觉货物“最轻”的时间段是( ) A. B. C. D. [解析] 感觉“最轻”是指货物对手的压力最小时，由牛顿第二定律可知，当 电梯向上减速时，加速度向下，货物失重，此时货物对手的压力最小，由 图可知为 阶段，故选B. √ 核心考点探究 33 [技法点拨] 对超重、失重的进一步理解 (1)超重并不是说重力增加了,失重并不是说重力减少了,完全失重也不是说 重力完全消失了.在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只 是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生变化. (2)在完全失重的状态下,平常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、液体柱不再产生向下的压强等. 核心考点探究 34 素养提升 等时圆问题 1.模型分析 如图甲、乙所示，质点沿竖直面内圆环上的任意一条光滑弦从上端由静止 滑到底端，可知加速度 ，位移 ，由匀变速直线运 动规律有，得下滑时间 ，即沿竖直直径自由下落的时间. 图丙是甲、乙两图的组合，不难证明有相同的结论. 素 养 提 升 35 2.结论 模型1：质点从竖直面内的圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环 的最低点所用的时间相等，如图甲所示； 模型2：质点从竖直面内的圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到 下端所用的时间相等，如图乙所示； 模型3：竖直面内的两个圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点从上 环上不同点沿光滑弦由静止开始经切点滑到下环上所用的时间相等，如图 丙所示. 素 养 提 升 36 例7 如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部 相切于点， 点恰好是下半圆的圆心.有三条光滑轨道 、、 ，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上， 三轨道都经过切点 ，轨道与竖直线的夹角关系为 .现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑 至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间 关系为( ) A. B. C. D. √ 素 养 提 升 37 [解析] 研究物块沿其中一条轨道的运动情况，以轨道为例，对 段， 加速度 ，由运动学公式可知 ，可得时间与夹角 无关， 则沿、和运动的时间相等；对 段，由运 动学公式可知 ，可 得夹角 越大，则越长，所以 ，选 项A正确. 素 养 提 升 38 例8 如图所示，、、 是竖直面内三根固定的光 滑细杆，、、、位于同一圆周上，点 为圆周的最 高点， 点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环 (图中未画出)，三个滑环分别从 处释放(初速度为0)， 用、、依次表示各滑环到达、、 所用的时间， 则( ) A. B. C. D. √ 素 养 提 升 39 [解析] 以点为最高点，取合适的竖直直径 作圆，如图中虚线所示，虚 线圆为等时圆，即从到、、是等时的，比较图示位移可知 ， ，故 ，选项B正确. 素 养 提 升 40 变式3 [2025·安徽安庆二模] 如图所示，竖直平面内 三个圆的半径之比为，它们的最低点相切于 点，有三根光滑细杆、、 ，杆的最高点分别 处于三个圆的圆周上的某一点，杆的最低点都处于 圆的最低点 .现各有一小环分别套在细杆上，都从杆 的最高点由静止开始沿杆自由下滑至 点，空气阻力 A. B. C. D. 不计，则小环在细杆、、 上运动的时间之比为( ) √ 素 养 提 升 41 [解析] 根据等时圆模型，如图所示，只需要求出、、 的时间之 比，设最小圆的直径为 ，则 ，故选A. 素 养 提 升 42 课时作业 43 1.[2025·内蒙古包头模拟] 如图所示为一位同学在电梯中称重时的真实数 据，取 ，根据图中的数据，下列说法错误的是( ) 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44 A.该同学受到的重力为 B.该同学到达5楼时，电梯处于匀速运动状态 C.该电梯减速下降时的加速度大小约为 D.该电梯加速上升时的加速度大小约为 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 45 [解析] 电梯停在1楼时称重的示数是66，即质量为 ,则该同学受到的 重力为 ，A错误；该同学到达5楼时，示数是66，该同学 处于平衡状态且向上运动，故电梯处于匀速运动状态，B正确；该电梯加 速上升时和减速下降时称重的示数都是70，根据牛顿第二定律可知加速度 大小约为 ，C、D正确. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 46 2.[2025·河北保定模拟] 工人师傅为方便卸货，在距水平地面高度为 的车厢底部用有效长度为 的木板与地面之间搭建了一个斜面，已知物 块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度取 ，物块可看 作质点，则物块从静止开始沿木板运动到底部的过程中，所用时间为 ( ) A. B. C. D. √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 47 [解析] 设木板与地面间的倾角为 ，则有 ， ，根据牛顿第二定律可得 ， 解得加速度大小为，根据运动学公式可得 ，解得所用 时间为 ，故选B. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 48 3.[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.， √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 49 [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. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50 4.细绳拴着一个质量为 的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小 球与弹簧不粘连.平衡时细绳与竖直方向的夹角为 ，重力加速度大小 为，如图所示，以下说法正确的是 ( ) A.小球静止时弹簧的弹力大小为 B.小球静止时细绳的拉力大小为 C.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为 D.细绳烧断瞬间小球的加速度立即变为 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 51 [解析] 小球静止时，由平衡条件得弹簧的弹力 ，细 绳的拉力 ，故A、B错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不 变，则小球所受的合力与烧断前细绳的拉力大小相等、方向相反，则此瞬 间小球的加速度大小为 ，故C错误，D正确. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 5.(多选)如图甲所示是消防员用于观测高楼火灾的马丁飞行背包，在某次 演练时，消防员背着马丁飞行背包从地面开始竖直飞行，规定竖直向上为 正方向，其 图像如图乙所示，下列说法正确的是( ) A.消防员上升的最大高度为 B.消防员在 内处于失重状态 C.消防员在 内处于超重状态 D.消防员在 内的平均速度大小为零 √ √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 53 [解析] 图像与 轴围成的面积表示消防员运动的位移大小，可知上升 的最大高度为，故选项A错误；在 内，消 防员减速上升，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故选项B正确；在 内，消防员减速下降，加速度方向向上，处于超重状态，故 选项C正确； 内，平均速度大小等于位移与时间的比值，由图 像可知 ， ，故选项D错误. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 54 6.如图所示，四根光滑杆、、、 被固定成一个平行四边形 .四个顶点恰好位于同一个圆上，且、 两点是圆的最高点和最低点， 圆的半径为.四个相同的光滑圆环、、、 分别套在四根杆的上端由 静止释放，不计空气阻力，则下列说法正确的是( ) A.圆环滑到端的时间比圆环滑到 端的时间短 B.圆环滑到端的时间比圆环滑到 端的时间长 C.四个圆环到达各自杆的底端所用时间都相同 D.四个圆环到达各自杆的底端所用时间各不相同 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 55 [解析] 设杆长为，与水平方向的夹角为 ，圆环的质量为 ，对圆环 ，根据牛顿第二定律可得，可得 ，由运动学公 式可得，由几何关系可知 ，解得 ，则圆环的 下滑时间与杆的倾角和杆长无关，同理可得圆环、、 的 下滑时间相同, 均为 ，故选C. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 56 7.(多选)[2025·四川宜宾模拟] 某同学用台秤研究人 在竖直升降电梯中的超重与失重现象.他在地面上用 台秤称得自己的体重为 ，再将台秤移至电梯 内称其体重，电梯从 时由静止开始运动到 时停止，得到台秤的示数随时间变化的图像如图所示， 取 .下列说法正确的是 ( ) 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 57 A.在 内，该同学处于失重状态 B.在内，该同学的重力减小了 C.在内，电梯向下运动的距离为 D.在 内，该同学处于超重状态，台秤示数 为 √ √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 58 [解析] 根据题图可知在 内该同学处于失重状态，故A正确；在 内，该同学处于失重状态，但其重力不变，故B错误；根据题图可 知，内，根据牛顿第二定律有 ， 可得，电梯最后静止，设内加速度为 ，则有 ，可得 ，根 据题图可知 内，该同学处于超重状态， 根据牛顿第二定律 ，解得 ，在 内，电梯向下运动的距 离为 ，故C正确、D错误. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 59 8.(多选)[2025·黑龙江哈尔滨模拟] 如图所示，在倾角为 的光滑斜 面上，物块、质量分别为和，物块静止在轻弹簧上面，物块 用细线与斜面顶端相连，、紧挨在一起但、 之间无弹力.已知重力加 速度为 ，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是 ( ) A.物块 的加速度大小为0 B.物块的加速度大小为 C.物块 处于超重状态 D.物块、间作用力大小为 √ √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 60 [解析] 剪断细线前，、紧挨在一起但、之间无弹力，以 为对象， 可知弹簧对的弹力方向沿斜面向上，大小 ，剪断细线的 瞬间，弹簧的弹力保持不变，以物块、 为整体，根据牛顿第二定律得 ，解得，可知，物块、 的 加速度均为 ，方向沿斜面向下，处于失重状态， 故A、C错误，B正确；根据题意，以 为对象， 由牛顿第二定律有 ，解得 ，故D正确. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 9.[2025·湖南长郡中学模拟] 如图所示，质量分别为 、 、的三个小球、、 ，通过细线或轻弹簧互相连 接后，用细绳悬挂于电梯顶点点上，随电梯以加速度 匀加速上升，重力加速度为.若将、 间的细绳剪断， 则剪断瞬间和 的加速度大小分别为( ) A.、向下； 、向上 B.、向下； 、向下 C.、向下； 、向上 D.、向下； 、向下 √ 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 62 [解析] 绳子剪断之前，绳子拉力，对、 整体 受力分析可得 ，得弹簧弹力 ，剪断绳子后， 绳的拉力消失， 弹簧弹力不变，则 受力为 ，则 的加速度为 (方向向下)，、 整体一起运动，则有 ，可得、 整 体的加速度为 (方向向上)，故选A. 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 63 10.[2025·云南红河二模] 如图所示为某种运载无人机，它是一种能够低空 运载的遥控飞行器，其动力系统所能提供的最大升力 ，一架总 质量 的无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞. 时离地面的高度为，运动过程中所受空气阻力大小恒定， 取 . (1) 求运动过程中所受空气阻力大小； [答案] 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 64 [解析] 根据题意，在上升过程中由牛顿第二定律得 由运动学规律得，上升高度 联立解得 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 65 10.[2025·云南红河二模] 如图所示为某种运载无人机，它是一种能够低空 运载的遥控飞行器，其动力系统所能提供的最大升力 ，一架总 质量 的无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞. 时离地面的高度为，运动过程中所受空气阻力大小恒定， 取 . (2) 假设无人机竖直向上起飞 后关闭动力系 统，求无人机距地面的最大高度. [答案] 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 66 [解析] 起飞时间的位移 解得 此时速度 失去动力后向上做匀减速运动，末速度为 根据牛顿第二定律有 解得 根据速度与位移的关系有 联立解得 则无人机距地面的最大高度 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 67 11.[2025·江西景德镇三模] 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”.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，潜艇官兵迅速对潜艇减重 (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 ， 重力加速度取 ，假设潜艇减重的时 间忽略不计，海底平坦，求： 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 68 (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，由牛顿第二定律有 代入数据解得 末的速度为 解得 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 69 (2) 潜艇减重排出水的质量.(结果取2位有效数字) [答案] [解析] 掉深时，潜艇下落的高度 解得 潜艇减速下落的高度 解得 在减速阶段 解得 课 时 作 业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 70 潜艇减重后的质量为 ，潜艇减重后以的加速度匀减速下沉 过程中，由牛顿第二定律有 代入数据解得 排水前潜艇的质量 “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 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 $