①寒假复习-第03讲 牛顿第二定律及其应用-2025年高一物理寒假衔接讲练 (人教版)

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高考考点聚焦
1．牛顿第二定律的简单应用：2024·贵州、2024·宁夏四川
2．超重和失重：2024·山东、2024·河北、2024·湖北、2024·宁夏四川
3．牛顿第三定律：2024·辽宁
4．利用牛顿第二定律分析动态过程：2024·安徽、2024·广东
5．牛顿第二定律求瞬时突变问题：2024·湖南
6．牛顿运动定律与图像结合：2024·安徽
1．牛顿第二定律
1)牛顿第二定律内容
物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。 。
2)力与加速度的因果关系
力产生加速度(ma 是力的作用效果)。
①瞬时关系：加速度随力作瞬时同步变化；
②方向关系：加速度方向总与力的方向一致；
③量值关系：。
3)力的单位
规定质量为1 kg 的物体产生1m/s² 加速度，则受到的力大小为1N。
4)适用条件
惯性系统中宏观，低速运动物体。
2．应用牛顿第二定律时的运算方法和研究方法
1)合成法：若物体只受两个力作用而产生加速度时，通常应用合成法 求解.
2)正交分解法：当物体受两个以上的力作用时，常用正交分解法求合力.多 数情况下是把力正交分解到加速度的方向上和垂直于加速度的方向上
3)整体法和隔离法：由两个或两个以上的物体组成的系统中，把相互作 用的多个物体视为一个系统，对系统整体进行分析研究的方法称为整体法； 把某个物体从系统中“隔离”出来，将其作为研究对象进行分析的方法称为隔 离法.
3．两类基本问题
1)求力与运动的关系，加速度是桥梁
2)已知力求运动一般用决定式，已知运动求力一般用定义式：
3)运动中加速度恒定可作为一个运动过程，若加速度发生变化则作为一个新过程的开始，运动转折点的速度是前后过程联系的关键量
强化点一 物体受力突变时的瞬时加速度
1)刚性绳(或杆、接触面) 不发生明显形变就能产生弹力.若剪断刚性绳(或脱离杆、接触面),则弹力立即消失，不需要形变恢复时间.一般题目中所给细 线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理.
2)弹簧(或橡皮绳) 此模型的特点是产生弹力时形变量大，其形变恢复需 要较长时间，在突变问题中，其弹力的大小往往可以看成不变.
真题感知
一、单选题
1．（2024·贵州·高考真题）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G和颗粒介质对其向上的作用力f。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．f一直大于GB．f一直小于G
C．f先小于G，后大于GD．f先大于G，后小于G
2．（2024·辽宁·高考真题）利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（ ）
A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
3．（2024·安徽·高考真题）倾角为的传送带以恒定速率顺时针转动。时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．（2024·安徽·高考真题）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M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为。已知重力加速度大小为g，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P点运动到O点的过程中（ ）
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
5．（2024·广东·高考真题）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F，运动时间为t。忽略空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
6．（2024·湖南·高考真题）如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（ ）
A．g，B．2g，C．2g，D．g，
二、实验题
7．（2024·宁夏四川·高考真题）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 N（结果保留1位小数）；
(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 （填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 （结果保留1位小数）。
提升专练
一、单选题
1．（24-25高三上·广东广州·月考）在刚结束的巴黎奥运会，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（ ）
A．飞来的网球速度越大，惯性越大
B．球被打飞回去，是因为力是维持物体运动状态的原因
C．若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变
D．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的
2．（2024·浙江温州·三模）2023年 10月 30日，中国队在男子短道速滑5000米接力赛中，以7分04秒412的成绩夺冠。下列说法正确的是（ ）
A．题中“7分04秒412”表示时刻
B．题中“5000米”表示位移大小
C．运动员在接力过程中，惯性不变
D．研究队员冲线细节时，可以将其看成质点
3．（2024·山东济南·模拟预测）一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中的一个力大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小（此力的方向始终未变），在此过程中其余各力均不变，则下列对该过程的说法正确的是（ ）
A．物体运动的速度先增大后减小
B．物体运动的速度方向将发生改变
C．物体运动的加速度先减小后增大
D．物体运动的加速度先增大后减小
4．（2024·广西梧州·模拟预测）下列关于科学研究方法以及物理学相关知识的叙述正确的是（ ）
A．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，运用了理想实验法
B．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，运用了微元的思想
C．加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，利用了比值定义法
D．利用光电门测速度，运用了微小放大法
5．（2024·陕西榆林·一模）如图所示为某研究小组在暗室中用频闪照相的方法记录了一滴水下落过程的照片示意图，照片记录了水滴在不同时刻下落至不同的位置。若相邻位置的时间间隔都相等，水滴所受的重力为，阻力为，则对于水滴的这一下落过程，下列说法中正确的是（ ）
A．一直小于B．一直大于
C．先小于，后大于D．先大于，后小于
6．（2024·陕西西安·一模）如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（ ）
A．200NB．920NC．320ND．280N
7．（2024·云南大理·一模）某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的（加速度-时间）图像，可以推断的时间内无人机（ ）
A．沿x轴方向一直加速B．沿y轴方向一直加速
C．沿z轴方向加速上升D．处于失重状态
8．（2025·云南·模拟预测）我国的新能源汽车发展迅速，多项指标处于世界领先地位，“急动度”就是其中之一．急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即．如图为某新能源汽车由静止开始启动过程中的急动度j随时间t的变化规律．下列关于汽车运动的说法正确的是（ ）
A．内，汽车做加速度减小的加速运动
B．内，汽车加速度变化量大于
C．内，汽车在时的速度最大
D．内，汽车所受的合外力为定值
9．（2024·浙江金华·二模）如图所示，用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连，B的上端通过轻绳悬挂于天花板，处于静止状态。重力加速度为g，若将轻绳剪断，则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为（ ）
A．g，gB．0，2gC．3g，0D．0，3g
10．（2024·河南信阳·一模）如图所示，用两根轻绳a、b和轻弹簧c悬挂两个相同的小球，其中a绳与竖直方向夹角为30°，c弹簧水平，两小球静止，下列说法正确的是（ ）
A．a绳的弹力是c弹簧弹力的倍
B．剪断a绳瞬间，2球的加速度为零
C．剪断b绳瞬间，1球的加速度为零
D．剪断b绳瞬间，2球的加速度大小为
11．（2025·广东清远·一模）2024年巴黎奥运会女子3米跳板跳水决赛、中国选手夺得金牌，中国队在该项目上取得十连冠。图甲是运动员触水瞬间照片。图乙是某同学分析该运动员离开跳板开始计时画出的v-t图像，图像中仅0~t2段为直线。不计空气阻力，则图甲对应的时刻应为（ ）
A．t1B．t2C．t3D．t4
12．（2024·山东·一模）某人站在力的传感器（连着计算机）上完成下蹲、起立动作，计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示，g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．该人下蹲时间约为0.5sB．下蹲过程该人一直处于失重状态
C．起立过程该人一直处于超重状态D．该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2
13．（2024·广东茂名·二模）甲驾驶汽车在一段平直马路上等绿灯，甲启动汽车时乙驾驶汽车刚好从旁边经过，他们的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．两车同时到达处
B．甲驾驶汽车匀加速度直线运动时的加速度为
C．从甲启动汽车到两车速度相等经历的时间为
D．两车在内，乙受到座椅的作用力竖直向上，甲受到座椅的作用力水平向前
14．（2025·广东·模拟预测）2024年9月，我国的“朱雀三号”可重复使用火箭进行了可回收运载火箭的试验，为将来降低航天发射成本奠定了坚实基础。有关火箭的运动，下列说法正确的是（ ）
A．火箭向上飞行则处于超重状态B．火箭向下飞行则处于失重状态
C．火箭在加速向上时处于失重状态D．火箭在减速下降时处于超重状态
15．（2024·浙江绍兴·一模）2024年8月，中国战机轰6K与俄罗斯战机图95组成编队，飞越白令海峡。下列说法正确的是（ ）
A．轰6K加速过程中惯性增大
B．轰6K飞行速度越大，加速度越大
C．观察轰6K空中加油时，可将其看成质点
D．轰6K加速向上爬升时，机内飞行员处于超重状态
二、多选题
16．（2024·陕西西安·一模）太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小的匀加速直线运动时，则下列说法正确的是（ ）
A．游客受到水平向左的摩擦力B．轿厢对游客的支持力约为600N
C．游客对轿厢的作用力竖直向下D．游客受到的摩擦力大小约为170N
17．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）2025年第九届亚洲冬季运动会将在哈尔滨举行，短道速滑是我国传统优势项目，有关短道速滑的相关表述正确的是（ ）
A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本单位
B．短道速滑男子500m的世界记录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位
C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，米每秒是国际单位制中的导出单位
D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，力是国际单位制中的基本物理量
18．（2024·河北张家口·模拟预测）某货物输送装置可简化为如图所示，将一个质量为M的载物平台架在两根完全相同、轴线在同一水平面内足够长的平行圆柱上。已知平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，平台的重心与两圆柱等距，两圆柱以角速度绕轴线做相反方向的转动，重力加速度大小为g。现给平台施加一过平台重心且沿平行于轴线方向的恒力F，使载物平台从静止开始运动。下列说法正确的是（ ）
A．只有当时，平台才能开始运动
B．平台运动的最大加速度大小
C．只要平台运动距离足够远，平台最终一定会做匀速直线运动
D．越大，平台从静止开始运动相同距离用时越短
19．（2024·河南·二模）利用如图所示的实验装置对物体的运动过程进行研究。把滑块A和滑块B放在水平固定且足够长的气垫导轨上，滑块A和滑块B之间连接一水平轻质弹簧，整体静止不动，轻质弹簧处于原长状态。现在开通气源，并在滑块A的左方加一水平向右的恒定推力，使滑块A由静止开始沿气垫导轨一直向右运动（弹簧始终在弹性限度内）。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块A沿气垫导轨一直做非匀变速运动
B．滑块B沿气垫导轨一直做非匀变速运动
C．滑块A运动的加速度大小趋于恒定值
D．滑块B运动的加速度大小趋于恒定值
三、解答题
20．（2024·吉林长春·一模）某同学制作了一个竖直加速度测量仪，其构造如图（a）所示，一根轻弹簧上端固定在支架上，在弹簧左侧沿竖直方向固定一刻度尺。不挂重物时，弹簧下端指针位于刻度为的位置；在弹簧下端悬挂重物，重物静止时弹簧下端指针位于刻度为的位置，取重力加速度。。
(1)求弹簧的劲度系数k；
(2)将此测量仪置于竖直方向运动的电梯中，观察到指针位置随时间变化可简化为如图（b）所示。以竖直向下为正方向，在图（c）中定量画出0~4s内电梯运行的a-t图像。（不需要写出求解过程）
21．（2024·陕西安康·一模）在巴黎奥运会上，我国选手包揽了女子10米跳台跳水的金牌和银牌。如图所示，一质量的运动员（视为质点），从距水面高处以大小的速度竖直向上跃起，一段时间后落入水中。水池中的水足够深，忽略空气阻力，取重力加速度大小。
(1)求运动员距水面的最大高度H；
(2)求运动员从起跳到刚落到水面的时间t；
(3)若运动员入水后，受到的浮力与其受到的重力大小相等，受到水的阻力大小，不考虑运动员的动作带来的影响，求运动员在水中能到达的最大深度。
22．（2024·河南·模拟预测）如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面AB段长为1m，AB段光滑，BC段粗糙，一个物块从斜面顶端A点由静止释放，物块在AB段运动加速度是BC段运动加速度的2倍，在AB段运动时间是BC段运动时间的一半，物块到达C点时速度大小为4m/s，重力加速度，求：
(1)物块运动到B点时的速度大小；
(2)斜面的长度；
(3)物块与斜面BC段间的动摩擦因数。
考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢
重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
提升专练：真题感知+提升专练，全面突破