第5章 5.3 牛顿第二运动定律（PPT同步课件）【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（鲁科版）

该高中物理课件聚焦牛顿第二运动定律，通过直升机灭火、汽车加速度测量仪等实例导入，衔接牛顿第一定律，构建从概念理解到简单应用、瞬时加速度求解等递进式学习支架。 其亮点在于结合彩虹滑道、文创手推车等生活情境，融入模型建构与图像分析，通过多样化题型培养学生运动与相互作用观念和科学推理能力。学生能深化理解，教师可利用丰富例题提升教学效率。

第5章 牛顿运动定律 第1讲　描述运动的基本概念 第3节 牛顿第二运动定律 基础过关练 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　对牛顿第二定律的理解 1.[多选题][2026山东青岛二中月考]关于牛顿第二定律,下列说法中正确的有 ( ) A.公式F=ma中,各量的单位可以任意选取 B.某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力,而与这之前或之后的受力无关 C.公式F=ma中,F表示物体所受合力,a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和 D.物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致 BC 第1讲　描述运动的基本概念 解析　F、m和a必须选取统一的国际单位,才可写成F=ma的形式,否则比例系数k≠1,故A错误;牛顿第 二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系,它既表明F、m和a三者数值上的对应关系,同时 也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的,即矢量对应关系,而与速度方向不一定相同,故B正确,D 错误;由力的独立性知,作用在物体上的每个力都将产生一个加速度,与其他力的作用无关,物体的加速 度是各个力所产生的加速度的矢量和,故C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　牛顿第二定律的简单应用 2.[2026重庆模拟]如图所示,某直升机在执行某次灭火任务时,水和桶(总质量为m)一起做匀加速直线运 动,其竖直向上的加速度大小为 ,牵引绳与竖直方向的夹角为37°。已知重力加速度为g,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力,则此时牵引绳的拉力大小为 ( )   A. mg　    B.mg　    C. mg　    D.2mg C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　对水和桶整体受力分析,受到重力、牵引绳的拉力,如图所示,两力竖直方向上的合力提供竖直 方向的加速度(点拨:合力与加速度具有方向性),根据牛顿第二定律有T cos 37°-mg=m ,解得T= mg,C 正确。   第1讲　描述运动的基本概念 3.[多选题][2026北京一零一中学期末]某同学用量角器、细线和小钢球制作了一个测量加速度的仪 器。如图所示,他用细线将小钢球悬挂于量角器的圆心O。某次测量中,他将测量仪置于沿水平路面行 驶的汽车车厢的地板上,调整量角器处于竖直平面内,并使量角器的直径边与汽车运动方向平行。汽车 行进中观察到细线在一段时间内稳定在60°刻度线的位置(图示位置),重力加速度为g,下列说法正确的 是 ( )   BC A.汽车的运动方向一定水平向左 B.汽车的加速度方向一定水平向左 C.此时汽车的加速度大小为 g D.该加速度测量仪的刻度是均匀的 第1讲　描述运动的基本概念 解析　汽车的加速度与小钢球的加速度相同,对小钢球受力分析,根据牛顿第二定律可得mg tan 30°= ma,解得此时汽车的加速度大小为a= g,方向水平向左,汽车可能向左加速,也可能向右减速,故A错误, B、C正确;因a=g tan θ,可知该加速度测量仪的刻度是不均匀的(点拨:a与θ不是线性关系),D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[多选题][2026山东德州月考]如图所示,某一缆车沿着倾角为30°的山坡以加速度a上行,在缆车中放一 个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态 运行),则(重力加速度为g) ( ) A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下 B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上 C.小物块受到的摩擦力为 mg+ma D.小物块受到的摩擦力为 mg-ma BC 第1讲　描述运动的基本概念 解析　以物块为研究对象,分析受力情况:受重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f,f沿斜面向上,故A错 误,B正确;根据牛顿第二定律得f-mg sin 30°=ma,解得f= mg+ma,方向平行斜面向上,故C正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　瞬时加速度的求解 5.[2026山东枣庄期末]如图所示,小球A、B的质量分别为2m和m,由轻质弹簧连接后通过细绳悬挂在天 花板上,A、B均处于静止状态。重力加速度为g。剪断细绳的瞬间,A球的加速度大小为 ( )   A.0　　    B.g　　    C. g　　    D.2g C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　剪断细绳前,A球受到重力2mg、弹簧向下的拉力F=mg、细绳向上的拉力T=3mg,A球在这三个 力作用下处于平衡状态。剪断细绳的瞬间,细绳的拉力T立即消失,而弹簧的弹力不发生突变(点拨:弹 簧弹力是“缓变力”,形变量不变,则弹力不变),根据牛顿第二定律有F+2mg=2ma,解得a= g,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 6.[2025重庆九龙坡期末]如图所示,质量为3 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2 kg的物体B 用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力,整个系统处于静止状态,重力加速度g取10 m/s2。某时刻将细线 剪断,则剪断细线瞬间 ( )   A.B的加速度大小为4 m/s2 B.A的加速度大小为  m/s2 C.B对A的压力大小为0 D.B对A的压力大小为20 N A 第1讲　描述运动的基本概念 解析　剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力F=mAg=30 N,剪断细线的瞬间,弹簧形变量不变,弹力 仍为30 N。对A、B整体分析,整体加速度a= =4 m/s2,所以A、B的加速度大小均为4 m/s2, 故选项A正确,B错误。隔离B分析,根据牛顿第二定律得mBg-FN=mBa,解得FN=mBg-mBa=2×10 N-2×4 N=12 N,由力的相互性知B对A的压力大小为12 N,故选项C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组四　国际单位制 7.[多选题][2026江苏南京四校共同体联考]用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是 ( ) A.x=at(x为位移、a为加速度、t为时间) B.a=μg(a为加速度、μ为动摩擦因数、g为重力加速度) C.F=m (F为作用力、m为质量、v为速度、R为半径) D.v= (v为速度、R为半径、g为重力加速度) BD 第1讲　描述运动的基本概念 解析     选项 过程分析 判断结果 A项 等式左边x的单位是m,等式右边at的单位是m/s,单位不一致,表达式不可能正确 A错误 B项 等式左边a的单位是m/s2,等式右边μg的单位是m/s2,单位一致,表 达式可能正确 B正确 C项 等式左边F的单位是kg·m/s2,等式右边m 的单位是kg/s,单位不一致,表达式不可能正确 C错误 D项 等式左边v的单位是m/s,等式右边 的单位是m/s,单位一致,表达式可能正确 D正确 第1讲　描述运动的基本概念 题组五　动力学两类基本问题 8.[2026浙江台州期末]为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持安全距离。如果一辆汽车在高速公 路上行驶的速度为120 km/h,通常人的反应时间为0.3~0.6 s,沥青混凝土路面和轮胎之间的动摩擦因数 为0.3~0.4,重力加速度g取10 m/s2,则该路况下的安全距离约为 ( ) A.20 m　　　     B.100 m C.200 m　　　     D.300 m C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　为了确保安全,安全距离应基于最长反应时间和最小动摩擦因数(破题关键),所以反应距离为x1= vt= ×0.6 m=20 m,制动加速度大小为a= =μg=0.3×10 m/s2=3 m/s2,制动距离为x2= =  m≈18 5 m,则安全距离为x=x1+x2≈205 m,故选C。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2026黑龙江佳木斯第一中学期末]放置于固定光滑斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下, 沿斜面向上做直线运动,拉力F和物块的速度v随时间t变化的图像如图所示,重力加速度g取10 m/s2,则  ( )        A.第1 s内物块受到的合外力为5.5 N B.物块的质量为2 kg C.斜面倾角为30° D.若第3 s末撤去拉力F,物块停止运动前的加速度大小为4 m/s2 C 第1讲　描述运动的基本概念 模型建构　建构物块沿光滑斜面运动的模型,分析物块沿斜面方向受力及运动情况,如图:   第1讲　描述运动的基本概念 解析　由上述分析,可知第1 s内物块受到的合外力为0.5 N,物块的质量为1 kg,A、B错误;根据F2=mg sin θ=5.0 N,可得 sin θ= =0.5,则斜面倾角为θ=30°,C正确;若第3 s末撤去拉力F,物块停止运动前加速度 大小为a'=g sin 30°=5 m/s2,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 10.[习题改编]彩虹滑道是近几年深受游客喜爱的游玩项目,游客玩该项目的运动过程可简化为如图所 示的模型。t=0时,质量为m=50 kg的游客乘坐滑板从坡度为θ=37°的滑道上A点由静止滑下,经过t1=5 s 到达坡底B点处,并只改变速度方向,以相同大小的速度继续沿水平方向滑行至C点处停下。已知A、B 间距离为25 m,滑板与滑道及水平面间的动摩擦因数相同,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0. 8。求:        (1)该游客到达坡底B点的速度大小; (2)动摩擦因数及B、C两点间的距离; (3)在水平面BC减速的过程中,滑板对游客的作用力的大小。 答案    (1)10 m/s    (2)0.5　10 m    (3)250  N 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)游客从A到B做初速度为零的匀加速直线运动,则xAB= t1 解得该游客到达坡底B点的速度大小v=10 m/s (2)设游客与滑板的总质量为M,在A、B段运动时,根据速度公式有v=a1t1 解得加速度大小为a1= =2 m/s2 对游客(含滑板)受力分析,根据牛顿第二定律可得 Mg sin 37°-μMg cos 37°=Ma1 解得动摩擦因数μ=0.5 在水平面上运动时,根据牛顿第二定律得μMg=Ma2 解得加速度大小a2=5 m/s2 则B、C两点间的距离xBC= =10 m 第1讲　描述运动的基本概念 (3)在水平面BC减速的过程中,滑板对游客的阻力的大小为F1=ma2=250 N 滑板对游客的支持力的大小为F2=mg=500 N 则滑板对游客的作用力的大小为F= =250  N 第1讲　描述运动的基本概念 第3节 牛顿第二运动定律 能力提升练 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　牛顿第二定律的应用 1.[2026山东枣庄期末]如图所示,质量为M的人站在水平地面上,使用绕过光滑定滑轮的细绳将物体匀 加速向上拉起,物体的质量为m、加速度大小为a(a<g)。已知滑轮两侧细绳均沿竖直方向,重力加速度 为g,地面对人的支持力大小为 ( )   A.Mg-ma　　　     B.M(g-a)-ma C.(M-m)g+ma　　　     D.(M-m)g-ma D 第1讲　描述运动的基本概念 解析　对物体,根据牛顿第二定律有T-mg=ma,解得细绳的拉力大小为T=mg+ma;对人,根据平衡条件可 得FN+T=Mg(点拨:因为物体做加速运动,物体的重力不等于细绳的拉力),解得FN=Mg-(mg+ma)=(M-m)g- ma,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 创新题型 创新点　以“文创手推车”为载体考查牛顿第二定律的应用 2.[2026福建福州期末]第八届福建文创市集在福州成功举办。如图所示,某一售卖文创产品的手推车 质量M=10 kg,水平挂物横杆上相距L1=0.4 m的P、Q两点,系着长为L2=0.8 m的不可伸长且光滑的轻绳, 绳上套着一质量为m=0.4 kg的文创产品(可视为一个光滑的小环)。重力加速度g取10 m/s2,不计地面摩 擦和空气阻力。 第1讲　描述运动的基本概念 (1)如图甲所示,手推车和文创产品均静止,画出文创产品的受力示意图,并求出轻绳拉力的大小T。 (2)若文创产品与手推车保持相对静止,沿水平方向向右做匀加速直线运动,此时文创产品恰好悬于P点 的正下方,如图乙所示。 ①求此状态下手推车的加速度的大小a; ②为保持这种状态,需对手推车施加的水平推力的大小F。 答案    (1)图见解析        N    (2)①5 m/s2　②52 N 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)根据题意可知,题图甲中文创产品两侧轻绳上的拉力大小相等,且与竖直方向的夹角相等,均 为30°,文创产品的受力示意图如图1所示 根据平衡条件得2T cos 30°=mg 解得T=    N        (2)①文创产品随手推车向右做匀加速直线运动时,文创产品两侧轻绳上的拉力大小仍相等,设为T',设 第1讲　描述运动的基本概念 右侧轻绳与竖直方向的夹角为θ,则sin θ= =0.8,cos θ= =0.6 文创产品的受力示意图如图2所示 竖直方向受力平衡,有T'+T' cos θ=mg 水平方向,根据牛顿第二定律有T' sin θ=ma 联立解得a=5 m/s2 ②对手推车和文创产品组成的整体,根据牛顿第二定律有F=(M+m)a,解得F=52 N 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　瞬时加速度问题 3.[2026河南濮阳第一高级中学月考]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,弹簧、轻杆均与斜面 平行,重力加速度为g。在突然撤去挡板的瞬间,下列说法中正确的是 ( )  　      A.图甲中B球的加速度为2g sin θ B.图甲中A球的加速度为g sin θ C.图乙中A、B两球间杆的作用力不为零 D.图乙中A球的加速度为零 A 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设A、B的质量均为m。撤去挡板前,对甲、乙两图中的A、B两球整体受力分析,可得挡板对B球 的弹力大小均为2mg sin θ。因弹簧弹力不能突变,而杆的弹力会发生突变,所以撤去挡板瞬间,图甲中A 球受力情况不变,所受合力为零,加速度为零,B球所受合力为2mg sin θ,加速度为2g sin θ,A正确,B错误。 图乙中杆的弹力突变为零,A、B球所受合力均为mg sin θ,加速度均为g sin θ,C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026山东聊城第三中学期中]如图所示,用轻绳a、b和弹簧c将小球1与小球2悬挂在空中,系统静止时, 轻绳a与竖直方向夹角为30°,轻绳b与竖直方向夹角为60°,弹簧c水平。小球1的质量为m,重力加速度大 小为g。下列说法正确的是 ( ) A.弹簧c的拉力为 mg B.小球2的质量为2m C.剪断轻绳b瞬间,小球1的加速度大小为  C D.剪断轻绳b瞬间,小球2的加速度方向竖直向下 第1讲　描述运动的基本概念 题图解读　对小球1、2受力分析,如图所示:   第1讲　描述运动的基本概念 解析　由于同一段绳上的拉力大小处处相等,所以Tb1=Tb2;对小球1,根据平衡条件,有Ta sin 30°=Tb1 sin 60 °,Ta cos 30°=mg+Tb1 cos 60°,解得Ta= mg,Tb1=mg;对小球2,根据平衡条件,有Tc=Tb2 sin 60°,m2g=Tb2 cos 60 °,解得Tc= mg,m2= ,A、B错误。剪断轻绳b的瞬间,小球1受重力和轻绳a的拉力(突变),其合力方向垂 直于轻绳a向下(易错点),根据牛顿第二定律,有mg sin 30°=ma1,可得a1= ,C正确。剪断轻绳b的瞬间,弹 簧弹力不变,小球2受重力和弹簧弹力,所受合力与原b绳拉力等大反向,根据牛顿第二定律,有  =m2a2,解得a2=2g,设加速度的方向与水平方向成α角,有 tan α= = ,解得α=30°,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2026安徽阜阳期中]如图所示,一倾角θ=37°的斜面体静止在粗糙水平地面上,斜面体上表面光滑,物块 B、C通过轻质弹簧连接后放在斜面上,物块A、B通过绕过光滑定滑轮的轻绳连接,弹簧、连接物块B的 轻绳均与斜面平行,整个系统始终静止。已知物块B的质量为m,物块A的质量为3m,重力加速度为g,sin 3 7°=0.6。下列说法正确的是 ( ) A.物块C的质量为2m B.剪断轻绳的瞬间,物块B的加速度大小为2.4g C.剪断弹簧的瞬间,物块A的加速度大小为g D D.剪断弹簧前后,地面对斜面体的摩擦力不变 第1讲　描述运动的基本概念 解析　物块B、C静止在斜面上时,对B、C整体,根据平衡条件可知3mg=(m+mC)g sin θ,解得物块C的质 量为mC=4m,A错误;剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,对物块B进行受力分析,由牛顿第二定律有3mg=maB (点拨:合力与发生变化的力大小相等、方向相反),解得物块B的加速度大小aB=3g,B错误;剪断弹簧的瞬 间,物块A、B一起加速运动,有3mg-mg sin θ=4maA,解得物块A的加速度大小aA=0.6g,C错误;剪断弹簧前 后,物块B、C对斜面体的压力不变,故地面对斜面体的摩擦力也不变,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 题组三　与牛顿第二定律有关的图像问题 6.[2026广东深圳中学、顺德一中等四校联考]质量为0.6 kg的物体在水平面上运动,物体的v-t图像如图 所示,图中两条图线分别是物体受水平拉力和不受水平拉力时的v-t图线,则 ( ) A.图线①一定是物体受水平拉力时的图线 B.图线②一定是物体受水平拉力时的图线 C.水平拉力一定等于0.2 N D.物体所受的摩擦力可能等于0.6 N C 第1讲　描述运动的基本概念 解析　图线①对应的加速度大小为a= =  m/s2=  m/s2,图线②对应的加速度大小为a'= =  m/s2=  m/s2。设有拉力时的加速度大小为a1,无拉力时的加速度大小为a2,则若拉力的方向与运动方向 相反(点拨:情况1),根据牛顿第二定律得a1= =  m/s2,a2= =  m/s2,代入数据联立解得f=0.2 N,F=0.2 N,此时图线①为无拉力时的图线,图线②为有拉力时的图线;若拉力的方向与运动方向相同(点拨:情况 2),则a1= =  m/s2,a2= =  m/s2,代入数据联立解得F=0.2 N,f=0.4 N,此时图线②为无拉力时的图线, 图线①为有拉力时的图线,C正确。 第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026山东临沂模拟]如图甲所示,细绳跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两物体,定滑轮悬挂在一个力 传感器的正下方,保持A物体质量m0不变,取不同质量m的B物体,通过计算机描绘得到传感器对滑轮的拉 力F随B物体质量m变化的关系曲线如图乙所示,F=F0直线是曲线的渐近线,重力加速度为g。则( ) A.m越大,F越小 B.m越大,F越大 C.A物体质量m0=  B D.在m<m0范围内,B的质量m越大,其运动的加速度越大 第1讲　描述运动的基本概念 解析　设绳的拉力大小为T,当m较大时,对A物体分析,根据牛顿第二定律,可知T-m0g=m0a,对B物体分析, 有mg-T=ma,解得T= = ,而F=2T,则m越大,F越大,m趋向于无穷大时,F=F0=2T=4m0g,解得A物体 质量m0= ,故A、C均错误,B正确;在m<m0范围内,对A分析有m0g-T=m0a',对B分析有T-mg=ma',解得加速 度a'= = =g- ,则m越大,加速度越小,故D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026江苏苏州第三中学月考]如图1所示,一可视为质点的小物块以初速度v0=2 m/s沿水平面向右运 动,0.2 s后滑上倾角为θ=37°的固定斜面,斜面足够长,斜面底端与水平面平滑连接,小物块的部分速率- 时间图像如图2所示。已知小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数相同,重力加速度g取10 m/s2,sin 37° =0.6。求: (1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ; (2)小物块能上升的最大高度h; (3)小物块返回斜面底端时的速率v。 答案    (1)0.5    (2)0.03 m    (3)  m/s 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)由题图2可知,0~0.2 s内小物块在水平面上做匀减速直线运动,加速度大小为a1= =  m/s2= 5 m/s2 对小物块受力分析,根据牛顿第二定律可得μmg=ma1 解得小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5 (2)小物块沿斜面上滑时,对小物块受力分析,根据牛顿第二定律可得mg sin θ+μmg cos θ=ma2 解得小物块上滑时的加速度大小为a2=10 m/s2 则小物块沿斜面上滑的距离x= =  m=0.05 m 小物块上升的最大高度h=x· sin θ=0.03 m (3)小物块沿斜面下滑时,对小物块受力分析,根据牛顿第二定律可得mg sin θ-μmg cos θ=ma3 解得a3=2 m/s2 第1讲　描述运动的基本概念 根据运动学规律可得v2=2a3x 代入数据,解得小物块返回斜面底端时的速率v=  m/s 第1讲　描述运动的基本概念 $