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(共43張PPT)
高考物理總復習課件
第三章 　牛頓運動定律
第2節(jié) 牛頓運動定律的應用(一)
一、動力學的兩類基本問題
加速度
1.由物體的受力情況求解運動情況的基本思路：先求出幾個力
的合力，由牛頓第二定律(F＝ma)求出__________，再由運動學的
有關公式求出速度或位移.
加速度
2.由物體的運動情況求解受力情況的基本思路：根據(jù)運動規(guī)律
求出________，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力.
說明：牛頓第二定律是聯(lián)系運動問題與受力問題的橋梁，加
速度是解題的關鍵.
比較 超重 失重 完全失重
定義 物體對支持物的壓
力 ( 或?qū)覓煳锏?br/>拉力)_______ 物體
所受重力的現(xiàn)象 物體對支持物的壓
力(或?qū)覓煳锏睦?br/>力)______物體所受
重力的現(xiàn)象 物體對支持物的壓
力(或?qū)覓煳锏睦?br/>力)等于____的狀態(tài)
產(chǎn)生
條件 加速度方向向____ 加速度方向向____ 加速度方向向____，
且大小 a＝______
二、超重和失重
大于
小于
0
上
下
下
g
比較 超重 失重 完全失重
動力學
原理 F－mg＝ma
F＝________ mg－F＝ma
F＝________ mg－F＝mg
F＝________
可能
狀態(tài) ①______上升；
②減速下降 ①______下降；
②減速上升 ①自由落體運動和所有的拋體運動；②繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星、飛船等
(續(xù)表)
m(g＋a)
m(g－a)
0
加速
加速
【基礎自測】
1.判斷下列題目的正誤.
(1)輕彈簧是指自身重力可以忽略的彈簧.(
)
(2)物體對接觸面的壓力大于自身重力的現(xiàn)象即為超重.(
)
(3)處于超重或失重狀態(tài)的物體必須有豎直方向的加速度或分
加速度.(
)
(4)減速上升的升降機內(nèi)的物體，物體對地板的壓力大于重力.
(
(
)
(5)在傳送帶上隨傳送帶一起勻速運動的物體不受摩擦力作用.
)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×
2.一同學在電梯里站在電子體重計上，初始示數(shù)為實際體重.
某一過程中發(fā)現(xiàn)體重計示數(shù)先變大后恢復至原值.關于該過程下列
說法正確的是(
)
A.電梯一定處于加速階段
B.電梯的速度方向一定向下
C.人的機械能一定增大
D.體重計對人的支持力可能做負功
答案：D
3.(多選，2021 年廣東揭陽月考)如圖 3-2-1 小車向右做加速直
線運動，物塊貼在小車左壁相對靜止.當小車的加速度增大時，下
列說法正確的是(
)
圖 3-2-1
B.物塊受到的摩擦力不變
D.物塊受到的合外力為零
A.物塊受到的彈力不變
C.物塊受到三個力的作用
答案：BC
4.(2021 年廣東深圳月考)為檢測某公路濕瀝青混凝土路面與
汽車輪胎的動摩擦因數(shù)μ，測試人員讓汽車在該公路水平直道行
駛(如圖 3-2-2)，當汽車速度表顯示 40 km/h 時緊急剎車(車輪抱死)，
車上人員用手機測得汽車滑行 3.70 s 后停下來，g 取 10 m/s2，則
測得μ 約為(
)
圖 3-2-2
A.0.2
B.0.3
C.0.4
D.0.5
答案：B
熱點 1 牛頓第二定律的瞬時性
[熱點歸納]
加速度與合外力具有瞬時對應關系，二者總是同時產(chǎn)生、同
時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：
【典題 1】(多選)如圖 3-2-3 所示，甲、乙兩圖 A、B 兩球質(zhì)
量相等，圖甲中 A、B 兩球用輕質(zhì)桿相連，圖乙中 A、B 兩球用輕
質(zhì)彈簧相連，均用細繩懸掛在天花板下處于靜止狀態(tài)，
則在兩細繩燒斷的瞬間(
)
A.圖甲中輕桿的作用力為零
B.圖甲中兩球的加速度一定相等
C.圖乙中兩球的加速度一定相等
圖 3-2-3
D.圖甲中 A 球的加速度是圖乙中 A 球加速度的一半
解析：設兩球質(zhì)量為 m，細繩燒斷的瞬間彈簧彈力不能突變，
而桿的彈力會突變，所以細繩燒斷瞬間，圖乙中 B 球所受合力仍
為零，加速度為零，A 球所受合力為 2mg，加速度為 2g.圖甲中，
細繩燒斷瞬間，A、B 的加速度相同，設為 a.以整體為研究對象，
根據(jù)牛頓第二定律得 2mg＝2ma，得 a＝g，設圖甲中輕桿的作用
力為 T.再以 B 為研究對象，由牛頓第二定律得 mg＋T＝ma，解得
T＝0，即圖甲中輕桿的作用力一定為零，A、B、D 正確.
答案：ABD
方法技巧 抓住“兩關鍵”、遵循“四步驟”
(1)分析瞬時加速度的“兩個關鍵”：
①明確繩或線類、彈簧或橡皮條類模型的特點.
②分析瞬時前、后的受力情況和運動狀態(tài).
(2)“四個步驟”：
第一步：分析原來物體的受力情況.
第二步：分析物體在突變時的受力情況.
第三步：由牛頓第二定律列方程.
第四步：求出瞬時加速度，并討論其合理性.
【遷移拓展】(2023 年河南三門峽月考)如圖 3-2-4 所示，質(zhì)量
m＝3 kg 的木塊在輕彈簧和輕繩的作用下處于靜止狀態(tài)，此時木塊
和斜面剛好接觸但無壓力，輕繩水平，輕彈簧的軸線與斜面平行.
為(
)
圖 3-2-4
B.12 m/s2
D.8 m/s2
A.14 m/s2
C.10 m/s2
答案：D
熱點 2 動力學的兩類基本問題
[熱點歸納]
1.解決兩類基本問題的思路.
2.兩類動力學問題的解題步驟.
考向 1 根據(jù)物體的運動情況求物體受力情況
【典題 2】(2023 年湖南長沙月考)某同學用頻閃照相拍攝一小
球在傾角θ＝37°斜面上的運動情況，如圖3-2-5所示是運動過程示
意圖，頻閃時間間隔 t＝0.5 s.小球從斜面底端開始向上運動，按照
時間順序，小球在斜面上依次經(jīng)過 A、B、C、D、E 點，各點間距
離自下而上分別為 xAE＝2 m、xEB＝1 m、xBD＝xDC＝0.5 m，小球在
運動過程中所受阻力大小不變.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力
加速度 g 取 10 m/s2)下列說法正確的是(
)
圖 3-2-5
A.小球在圖中 C 點的速度向上
B.小球向上經(jīng)過 A 點時的速度為 4 m/s
C.小球與斜面間摩擦因數(shù)為 0.25
D.小球向下經(jīng)過 E 點時速度為 8 m/s
解析：小球在運動過程中所受阻力大小不變，可知小球沿斜
面向上運動是勻減速運動，小球沿斜面向下運動是勻加速運動，
只有當初速度(或末速度)為零時，連續(xù)相等的兩段時間內(nèi)物體的位
移之比為 1∶3 或 3∶1，根據(jù) xAB∶xBC＝3∶1 可得圖中 C 點為最
高點，小球在圖中 C 點的速度為零，A 錯誤.根據(jù)動力學公式有 xAC
上經(jīng)過 A 點時的速度為 vA＝a×2t＝8 m/s，B 錯誤.根據(jù)牛頓第二
定律有 a＝
μmgcos θ＋mgsin θ
m
＝μgcos θ＋gsin θ，可得小球與斜面
間摩擦因數(shù)為μ＝0.25，C 正確.小球做勻加速運動的加速度為 a′＝
過E點時速度為 vE＝a′×2t＝4 m/s，D 錯誤.
答案：C
考向 2 根據(jù)物體受力情況求物體運動情況
【典題 3】(多選，2023年重慶渝中月考)如圖3-2-6 所示為“水
火箭”比賽場景，假設“水火箭”從地
面以初速度 10 m/s 豎直向上飛出，在空
中只受重力與空氣阻力，“水火箭”質(zhì)
量為 1 kg，空氣阻力方向始終與運動方
向相反，大小恒為 2.5 N，g 取 10 m/s2，
則下列說法正確的是(
)
圖 3-2-6
B.“水火箭”所能上升的最大高度為
A.“水火箭”運動過程中，經(jīng)過同一高度時(除最高點外)，上
升時的速率大于其下落時的速率
200
3
m
C.“水火箭”從離開地面到再次回到地面的總時間為 1.6 s
D.當“水火箭”豎直向下運動且位于地面上方 1 m 時，速度
解析：由于空氣阻力，運動過程中一直做負功，使得物體機械能
減小，則同一高度處下落時動能較小，速度較小，A 正確.“水火箭”
答案：AD
方法技巧 解決動力學兩類問題的兩個關鍵點
熱點 3 超重與失重現(xiàn)象
[熱點歸納]
1.對超重、失重的理解.
(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視
重”改變.
(2)物體是否處于超重或失重狀態(tài)，不在于物體向上運動還是
向下運動，而在于物體的加速度方向，只要其加速度在豎直方向
上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài).
(3)當物體處于完全失重狀態(tài)時，重力只有使物體產(chǎn)生 a＝g 的
加速度效果，不再有其他效果.
從受力的角
度判斷 當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體
處于超重狀態(tài)；小于重力時，物體處于失重狀態(tài)；等
于零時，物體處于完全失重狀態(tài)
從加速度的
角度判斷 當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具
有向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速
度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài)
從速度變化
的角度判斷 ①物體向上加速或向下減速時，超重
②物體向下加速或向上減速時，失重
2.判斷超重和失重的方法.
考向 1 對超重與失重現(xiàn)象的理解及判斷
【典題 4】(2023 年廣東深圳質(zhì)檢)某次蹦床比賽過程中，利用
力傳感器測得運動員所受蹦床彈力 F 隨時間 t 的變化圖像如圖
3-2-7 所示.已知運動員質(zhì)量為 m，重力加速度大小為 g，不計空氣
阻力.則下列說法正確的是( )
圖 3-2-7
A.運動員最大加速度大小為 4g
B.運動員在蹦床上運動過程中處于失重狀態(tài)
C.運動員與蹦床脫離時處于超重狀態(tài)
D.運動員在蹦床上運動過程中，運動員對蹦床的作用力大小
始終等于蹦床對運動員的作用力大小
解析：根據(jù)牛頓第二定律可知 am＝
4mg－mg
m
＝3g，運動員最
大加速度為 3g，故 A 錯誤.運動員在蹦床上運動過程中，彈力大于
重力時處于超重狀態(tài)，彈力小于重力時處于失重狀態(tài)，B 錯誤.運
動員與蹦床脫離時，只受重力作用，加速度向下，處于失重狀態(tài)，
C 錯誤.根據(jù)牛頓第三定律可知，運動員在蹦床上運動過程中，運
動員對蹦床的作用力大小始終等于蹦床對運動員的作用力大小，
D 正確.
答案：D
考向 2 關于超重與失重的計算
【典題 5】(多選，2022 年廣東珠海聯(lián)考)圖 3-2-8 甲所示的救
生緩降器由掛鉤、吊帶、繩索及速度控制裝置等組成，是一種可
使人沿繩緩慢下降的安全營救裝置.如圖乙所示，高層建筑工人在
一次險情中，將安全帶系于腰部，從離地面某高度處通過救生緩
降器著陸時速度恰好為零，圖丙是工人下落全過程中繩索拉力隨
時間變化的 F-t 圖像.已知工人的質(zhì)量 m＝60 kg，重力加速度 g 取
10 m/s2，則工人(
)
甲
丙
乙
圖 3-2-8
A.下落過程處于失重狀態(tài)
C.下落的總高度為 30 m
B.下落最大速度為 12 m/s
D.下落的總高度為 36 m
解析：設豎直向下為正方向，0～3 s 根據(jù)牛頓第二定律 mg－
F1＝ma1，解得 a1＝4 m/s2，3 s～5 s 根據(jù)牛頓第二定律 mg－F2＝
ma2，解得 a2＝－6 m/s2，方向豎直向上，可知下落過程先處于失
重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，t＝3 s 時速度最大為 vmax ＝4×3 m/s＝
答案：BC
思路導引
從高處向地面先加速后減速，初速度和末速度均
為 0，對應的狀態(tài)是先失重后超重，對應的加速度是人為控制的，
并不是繩子形變量變化產(chǎn)生的.
等時圓模型
1.質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓
環(huán)的最低點所用時間相等，如圖 3-2-9 甲所示.
2.質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到
下端所用時間相等，如圖乙所示.
3.兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質(zhì)點沿不同
的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示.
甲
丙
乙
圖 3-2-9
【典題 6】(2023 年湖南常德月考)現(xiàn)有直滑梯 AB、AC、AD
和 BD，A、B、C、D 點在豎直平面內(nèi)的同一圓周上，且 A 為圓周
的最高點，D 為圓周的最低點，如圖 3-2-10 所示.已知圓周半徑為
R.在圓周所在的豎直平面內(nèi)有一位置 P 點，距離 A 點 R，且與 A
)
點等高.各滑梯的摩擦均不計，已知重力加速度為 g，則(
圖 3-2-10
答案：C
【觸類旁通】如圖 3-2-11 所示，將光滑長平板的下端置于鐵
架臺水平底座上的擋板 P 處，上部架在橫桿上.橫桿的位置可在豎
直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變.將小物塊由平板與
豎直桿交點 Q 處靜止釋放，物塊沿平板從 Q 點滑至 P 點所用的時
間 t 與夾角θ的大小有關.若由 30°逐漸增大至 60°，物塊的下滑時
間 t 將(
)
圖 3-2-11
B.逐漸減小
D.先減小后增大
A.逐漸增大
C.先增大后減小
答案：D
謝謝
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