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2024版新教材高考物理全程一轮总复习第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律课件
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这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律课件，共41页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·精准突破，牛顿第二定律，运动学，竖直向下，竖直向上，作用力，答案A，答案D，答案B等内容，欢迎下载使用。
课 程 标 准通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、质量的关系．理解牛顿第二定律． 素 养 目 标科学思维：(1)掌握动力学两类基本问题的求解方法．(2)会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．
必备知识·自主落实一、动力学两类基本问题1．从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由____________求出物体的加速度，再通过________的规律确定物体的运动情况．2．从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据________规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据_____________求出力．
二、超重和失重 重力没有发生变化1．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，叫作失重现象．(2)产生条件：物体具有________的加速度．2．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，叫作超重现象． (2)产生条件：物体具有________的加速度．
3．完全失重 由重力引起的现象将消失(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有________，这种现象叫作完全失重状态．(2)产生条件：加速度a＝______，方向________．
走进生活蹦极(Bungee Jumping)，也叫机索跳，白话叫笨猪跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动．参与该活动的人向下运动的过程中(1)在弹性绳刚伸直前，人处于完全失重状态. ( )(2)处于完全失重的人，不受重力的作用． ( )(3)在弹性绳刚伸直后下降的一小段距离内，人处于失重状态. ( )(4)在人下降到最低点前的一小段距离内，人处于超重状态. ( )
考点一 用牛顿第二定律求解瞬时加速度1．两种基本模型的特点(1)轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值．(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，当它两端始终有连接物时其弹力不能突变，大小和方向均不变．
2．求解瞬时加速度的一般思路
例 1 两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图所示．现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则( )A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
解析：由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g.故选项A正确．
【考法拓展1】 在[例1]中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图所示，则下列选项中正确的是( )A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
解析：剪断轻绳OA的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg，小球B所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为a1＝2g，a2＝0.故选项D正确．
解析：细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为零．烧断前，分析整体受力可知线的拉力为FT＝2mg sin θ，烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mg sin θ，所以A球的瞬时加速度为aA＝2g sin 30°＝g，aB＝0，故选项B正确．
考点二 超重与失重问题判断超重和失重的方法(1)从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态．
考向1 超、失重现象的分析判断例 2 [2023·山东潍坊检测] 如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲、乙均静止．将连接地面的细绳剪断瞬间( )A. 甲球的加速度为g B．甲球处于失重状态C．乙球处于超重状态 D．乙球处于平衡状态
解析：剪断细绳前，小球甲受重力2mg、橡皮绳的拉力F，由力的平衡条件得F＝2mg；小球乙受重力mg、橡皮绳的拉力F以及细绳的拉力T，由力的平衡条件得F＝T＋mg，解得T＝mg.剪断细绳瞬间，细绳的拉力消失，而橡皮绳的拉力不变，所以小球甲的合力为零，加速度为零，A、B错误．对小球乙有F－mg＝ma，解得a＝g、方向向上，所以小球乙处于超重状态，C正确，D错误．
考向2 超、失重现象的图像问题例 3 [人教版必修一P101问题改编]某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器示数随时间变化的F － t图像如图所示，则( )A．该同学重力约为500 NB．该同学重力约为700 NC．该同学完成了两次下蹲和起立D．该同学完成了四次下蹲和起立
解析：结合图像分析可知，该同学的重力约为500 N，①和②是下蹲过程，④和⑤是起立过程，即这个同学完成了一次下蹲与起立，选项A正确，选项B、C、D错误．
[教你解决问题] 读图
针 对 训 练3.如图所示，两位同学用已经校准过的弹簧测力计(精度为0.2 N)在电梯中做实验，他们先将测力计挂在固定于电梯壁的钩子上，然后将一质量为0.2 kg的物体挂在测力计挂钩上(g取10 m/s2)，对于下图中的各图分别对应电梯可能的运动情况，下列说法正确的是( )A．甲图中电梯正在以a＝1 m/s2的加速度匀加速向下运动B．乙图中电梯正在匀速向上运动C．丙图中电梯正在以a＝1 m/s2的加速度匀减速向下运动D．丁图中电梯正在匀速向上运动
针 对 训 练4. [2023·湖南永州模拟](多选)现在大型室外活动通常用无人飞机进行航拍．如图所示，一质量m＝2 kg的无人飞机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2 s，然后匀速向上运动3 s，接着匀减速向上运动4 s速度恰好为零，之后悬停进行航拍．已知无人飞机上升过程中的最大速度为vm＝4 m/s，受到的空气阻力恒为f＝1 N，重力加速度大小g＝10 m/s2，则( )A．无人飞机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25 NB．无人飞机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20 NC．无人飞机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是18 ND．无人飞机上升的总高度为24 m
5．[2022·浙江1月]第24届冬奥会在我国举办．钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(如图2所示)，到C点共用时5.0 s．若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，sin 15°＝0.26，求雪车(包括运动员)(1)在直道AB上的加速度大小；(2)过C点的速度大小；(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小．
典例1 [2021·全国甲卷]如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上．横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变．将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关．若θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将( )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大
模型2 等时圆模型(常见情况)1.“等时圆”满足条件
典例2 [2023·武汉武昌质检]如图所示，倾角为θ的斜面MN上的B点固定一光滑圆弧槽AB(对应的圆心角小于10°)，其圆心在B点正上方的O点，另外，光滑斜面OC和OD的下端也在MN上，OD与斜面MN垂直．让可视为质点的小球均无初速度出发，从A点到达B点的时间为tB，从O点到达C点的时间为tC，从O点到达D点的时间为tD.比较这三段时间，正确的是( )A．tB>tD>tC B．tD>tC>tBC．tB＝tC＝tD D．tB>tC＝tD
课 程 标 准通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、质量的关系．理解牛顿第二定律． 素 养 目 标科学思维：(1)掌握动力学两类基本问题的求解方法．(2)会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．
必备知识·自主落实一、动力学两类基本问题1．从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由____________求出物体的加速度，再通过________的规律确定物体的运动情况．2．从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据________规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据_____________求出力．
二、超重和失重 重力没有发生变化1．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，叫作失重现象．(2)产生条件：物体具有________的加速度．2．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，叫作超重现象． (2)产生条件：物体具有________的加速度．
3．完全失重 由重力引起的现象将消失(1)定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有________，这种现象叫作完全失重状态．(2)产生条件：加速度a＝______，方向________．
走进生活蹦极(Bungee Jumping)，也叫机索跳，白话叫笨猪跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动．参与该活动的人向下运动的过程中(1)在弹性绳刚伸直前，人处于完全失重状态. ( )(2)处于完全失重的人，不受重力的作用． ( )(3)在弹性绳刚伸直后下降的一小段距离内，人处于失重状态. ( )(4)在人下降到最低点前的一小段距离内，人处于超重状态. ( )
考点一 用牛顿第二定律求解瞬时加速度1．两种基本模型的特点(1)轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值．(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，当它两端始终有连接物时其弹力不能突变，大小和方向均不变．
2．求解瞬时加速度的一般思路
例 1 两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图所示．现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则( )A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
解析：由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1＝a2＝g.故选项A正确．
【考法拓展1】 在[例1]中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图所示，则下列选项中正确的是( )A．a1＝g，a2＝g B．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
解析：剪断轻绳OA的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg，小球B所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为a1＝2g，a2＝0.故选项D正确．
解析：细线被烧断的瞬间，小球B的受力情况不变，加速度为零．烧断前，分析整体受力可知线的拉力为FT＝2mg sin θ，烧断瞬间，A受的合力沿斜面向下，大小为2mg sin θ，所以A球的瞬时加速度为aA＝2g sin 30°＝g，aB＝0，故选项B正确．
考点二 超重与失重问题判断超重和失重的方法(1)从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态．
考向1 超、失重现象的分析判断例 2 [2023·山东潍坊检测] 如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲、乙均静止．将连接地面的细绳剪断瞬间( )A. 甲球的加速度为g B．甲球处于失重状态C．乙球处于超重状态 D．乙球处于平衡状态
解析：剪断细绳前，小球甲受重力2mg、橡皮绳的拉力F，由力的平衡条件得F＝2mg；小球乙受重力mg、橡皮绳的拉力F以及细绳的拉力T，由力的平衡条件得F＝T＋mg，解得T＝mg.剪断细绳瞬间，细绳的拉力消失，而橡皮绳的拉力不变，所以小球甲的合力为零，加速度为零，A、B错误．对小球乙有F－mg＝ma，解得a＝g、方向向上，所以小球乙处于超重状态，C正确，D错误．
考向2 超、失重现象的图像问题例 3 [人教版必修一P101问题改编]某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器示数随时间变化的F － t图像如图所示，则( )A．该同学重力约为500 NB．该同学重力约为700 NC．该同学完成了两次下蹲和起立D．该同学完成了四次下蹲和起立
解析：结合图像分析可知，该同学的重力约为500 N，①和②是下蹲过程，④和⑤是起立过程，即这个同学完成了一次下蹲与起立，选项A正确，选项B、C、D错误．
[教你解决问题] 读图
针 对 训 练3.如图所示，两位同学用已经校准过的弹簧测力计(精度为0.2 N)在电梯中做实验，他们先将测力计挂在固定于电梯壁的钩子上，然后将一质量为0.2 kg的物体挂在测力计挂钩上(g取10 m/s2)，对于下图中的各图分别对应电梯可能的运动情况，下列说法正确的是( )A．甲图中电梯正在以a＝1 m/s2的加速度匀加速向下运动B．乙图中电梯正在匀速向上运动C．丙图中电梯正在以a＝1 m/s2的加速度匀减速向下运动D．丁图中电梯正在匀速向上运动
针 对 训 练4. [2023·湖南永州模拟](多选)现在大型室外活动通常用无人飞机进行航拍．如图所示，一质量m＝2 kg的无人飞机在操作员的操控下由静止开始竖直向上匀加速运动2 s，然后匀速向上运动3 s，接着匀减速向上运动4 s速度恰好为零，之后悬停进行航拍．已知无人飞机上升过程中的最大速度为vm＝4 m/s，受到的空气阻力恒为f＝1 N，重力加速度大小g＝10 m/s2，则( )A．无人飞机上升的第一个阶段，受到向上的作用力大小是25 NB．无人飞机上升的第二个阶段，受到向上的作用力大小是20 NC．无人飞机上升的第三个阶段，受到向上的作用力大小是18 ND．无人飞机上升的总高度为24 m
5．[2022·浙江1月]第24届冬奥会在我国举办．钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(如图2所示)，到C点共用时5.0 s．若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，sin 15°＝0.26，求雪车(包括运动员)(1)在直道AB上的加速度大小；(2)过C点的速度大小；(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小．
典例1 [2021·全国甲卷]如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上．横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变．将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关．若θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将( )A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大
模型2 等时圆模型(常见情况)1.“等时圆”满足条件
典例2 [2023·武汉武昌质检]如图所示，倾角为θ的斜面MN上的B点固定一光滑圆弧槽AB(对应的圆心角小于10°)，其圆心在B点正上方的O点，另外，光滑斜面OC和OD的下端也在MN上，OD与斜面MN垂直．让可视为质点的小球均无初速度出发，从A点到达B点的时间为tB，从O点到达C点的时间为tC，从O点到达D点的时间为tD.比较这三段时间，正确的是( )A．tB>tD>tC B．tD>tC>tBC．tB＝tC＝tD D．tB>tC＝tD
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