2026年高考物理一轮讲义+练习(黑吉辽蒙专用)第11讲牛顿第二定律的应用(复习讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(黑吉辽蒙专用)第11讲牛顿第二定律的应用(复习讲义)(学生版+解析)，共84页。
\l "_Tc25997" 02 体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc25997 \h 3
\l "_Tc22967" 03 核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc22967 \h 4
\l "_Tc19221" 考点一 牛顿第二定律的基本应用 PAGEREF _Tc19221 \h 4
\l "_Tc22099" 知识点1 两类动力学问题 PAGEREF _Tc22099 \h 4
\l "_Tc31684" 知识点2 超重与失重 PAGEREF _Tc31684 \h 4
\l "_Tc18022" 知识点3 应用牛顿第二定律分析瞬时问题 PAGEREF _Tc18022 \h 5
\l "_Tc17491" 考向1 瞬时加速度问题 PAGEREF _Tc17491 \h 6
\l "_Tc17664" 考向2 超重和失重 PAGEREF _Tc17664 \h 7
\l "_Tc22477" 考向3 动力学两类基本问题 PAGEREF _Tc22477 \h 8
\l "_Tc5204" 考向4 等时圆模型 PAGEREF _Tc5204 \h 10
\l "_Tc9640" 考点二 动力学中的三类典型问题 PAGEREF _Tc9640 \h 12
\l "_Tc27622" 知识点1 动力学中的图像问题 PAGEREF _Tc27622 \h 12
\l "_Tc32171" 知识点2 动力学中的连接体问题 PAGEREF _Tc32171 \h 12
\l "_Tc24912" 知识点3 动力学中的临界和极值问题 PAGEREF _Tc24912 \h 14
\l "_Tc2031" 考向1 牛顿运动定律与图像结合 PAGEREF _Tc2031 \h 14
\l "_Tc3500" 考向2 连接体问题 PAGEREF _Tc3500 \h 16
\l "_Tc1848" 考向3 动力学中的临界和极值问题 PAGEREF _Tc1848 \h 17
\l "_Tc10437" 04 真题溯源·考向感知 PAGEREF _Tc10437 \h 19

考点一 牛顿第二定律的基本应用
\l "_Tc25045" 知识点1 两类动力学问题
1、动力学的两类基本问题
（1）已知受力情况求物体的 ；
（2）已知运动情况求物体的 。
2、解决动力学两类基本问题的思路
以 为“桥梁”，由运动学公式和 列方程求解，具体逻辑关系如图：
得分速记 分析动力学两类基本问题的关键
1、正方做好两类分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析；
2、搭建两个桥梁：加速度是联系运动和力的桥梁；连接点的速度是联系各物理过程的桥梁。
\l "_Tc25045" 知识点2 超重与失重
1、实重和视重
（1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。
（2）视重：物体放在台秤上或吊挂在弹簧测力计下时，台秤或弹簧测力计的示数（即测量出来的物重）。
2、超重、失重和完全失重的比较
3、人造卫星中的失重和超重现象
（1）卫星的超重：人造卫星升空时具有向上的加速度，返回地面时必须减速下降，因而也具有向上的加速度。从运动学角度看，这两个过程一个是向上加速运动，一个是向下减速运动。而从动力学角度看，它们的受力情况和加速度情况是相似的，即人造卫星升空和返回地面时都处于超重状态。
（2）卫星的失重：当人造卫星进入正常轨道绕地球做匀速圆周运动时，卫星内的所有物体随卫星一起做匀速圆周运动，此时地球对物体的万有引力完全用来提供物体做圆周运动的向心力，所以若将一物体悬空放着，它就会一直悬空随卫星运动。所以在太空舱内坐在椅子上的人不会受到椅子的支持力，那么人对椅子也无压力。这就是我们在电视中看到的太空舱内物体飘起来的现象。
得分速记
1、无论超重还是失重，物体的实重都不随运动状态改变而改变，但是视重改变。
2、物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体的加速度方向。
3、在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失。
4、高空中的超重与失重：在超重、失重现象中，比较物体的重力与所受支持力或拉力的大小关系时，需要注意，此处所说的重力是物体所在高度处的重力。
\l "_Tc25045" 知识点3 应用牛顿第二定律分析瞬时问题
1、两种模型
物体的加速度与其所受合力具有因果关系，物体的加速度总是随其所受合力的变化而变化，具体可简化为以下两种模型：
2、求解瞬时性问题的一般思路
\l "_Tc17630" 考向1 瞬时加速度问题
例1 如图所示，四个小球通过细线或者轻弹簧连接，顶端悬挂于点，均处于静止状态。和的质量均为，和的质量均为，重力加速度的大小为。若将、之间的细线剪断，则剪断瞬间和的加速度大小分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
解题技巧 “四步骤”巧解瞬时性问题
第一步：分析原来物体的受力情况。
第二步：分析物体在突变时的受力情况。
第三步：由牛顿第二定律列方程。
第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性。
【变式训练1】（2025·甘肃平凉·模拟预测）如图所示，轻弹簧一端固定在倾角为30°的斜面的挡板上，另一端与用细线连接的A、B两球相连，弹簧与细线均平行于斜面。已知小球B的质量为小球A质量的2倍，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。斜面固定，初态两小球均静止，如果突然剪断细线，则在剪断细线瞬间，小球A与小球B的加速度大小分别为（ ）
A．0.5g，0.25gB．0.5g，0.5gC．0.5g，gD．0.25g，0.5g
【变式训练2】如图所示，轻弹簧L1的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧L2连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧L1与竖直方向的夹角为60°，弹簧L1的形变量为弹簧L2形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．小球A的加速度大小为
B．小球A的加速度大小为
C．小球B的加速度大小为
D．小球B的加速度大小为
\l "_Tc16322" 考向2 超重和失重
例2 人站在电梯中随电梯一起向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．当电梯减速上升时，人处于超重状态
B．当电梯加速上升时，人处于超重状态
C．当电梯加速上升时，人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力
D．当电梯减速上升时，人对电梯地板的压力小于电梯地板对人的支持力
解题技巧 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。
3、从速度变化的角度判断
（1）物体向上加速或向下减速时，超重；
（2）物体向下加速或向上减速时，失重。
【变式训练1】小明站在力传感器上完成“下蹲”和“起立”动作，力传感器的示数如图所示，由图可知（ ）
A．小明的重力大小为50N
B．在1~2s内，小明先失重后超重
C．小明先起立后下蹲
D．在1~2s内，小明完成了一组“下蹲—起立”的动作
【变式训练2】如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯静止时，弹簧秤的示数为，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为。关于电梯的运动，下列说法正确的是取（ ）
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为
B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为
\l "_Tc17630" 考向3 动力学两类基本问题
例3 （2025·河北·模拟预测）工人师傅为方便卸货，在距水平地面高度为1.2m的车厢底部用有效长度为2m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，重力加速度为，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．0.5sB．1.0sC．D．2.0s
思维建模 解决两类动力学基本问题的要点
【变式训练1·变考法】（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200m，运动过程中所受空气阻力大小恒定，g取。
（1）求运动过程中所受空气阻力大小；
（2）假设无人机竖直向上起飞5s后关闭动力系统，求无人机距地面的最大高度。
【变式训练2·变考法】如图所示，在倾角为θ的斜面上有一个质量m=1kg的物体，零时刻开始，物体在大小F=20N、方向沿斜面向上的拉力作用下由斜面最低点从静止开始运动，2s时物体的速度v=20m/s,方向沿斜面向上，3s时，撤去拉力。已知：sinθ=0.6，csθ=0.8，重力加速度g取10m/s2，斜面足够长，求：
（1）物体与斜面之间的动摩擦因数。
（2）撤去F后，物体在斜面上继续运动多长时间。
\l "_Tc17630" 考向4 等时圆模型
例4 如图所示，从圆周上点A引三条倾角不同的光滑斜面轨道AB、AC、AD到圆周上，其中AC是沿竖直方向，AE是圆的直径，现将小球m从A点分别沿AB、AC、AD三个斜面静止释放，设小球到达圆周上的速率分别为，经历的时间分别为，则下列说法正确的是（ ）
A．B．
C．D．
思维建模 等时圆模型
【变式训练1】（多选）如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨MP、QN的端点都在圆周上，MP＞QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿MP、QN运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．a滑块运动的时间较长
B．a滑块的加速度较小
C．a滑块受到的弹力较小
D．a滑块受到的合力较大
【变式训练2】【结合实际场景】某儿童立体游乐场，在水平一、二、三层平台之间建造了三个滑梯、、，三个滑梯分别位于三个平行的竖直平面内。从侧面看如图所示，滑梯可看作光滑的斜面。其中与垂直，的中点在A点的正上方。小朋友从三个滑梯顶端均由静止开始下滑，到达该滑梯底端所用的时间分别为、、。则下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．

考点二 动力学中的三类典型问题
知识点1 动力学中的图像问题
1、常见图像
（1）v－t图像：根据图像的斜率判断加速度的大小和方向，再根据牛顿第二定律求解。
（2）a－t图像：注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解。
（3）F－t图像：结合物体受到的力，由牛顿第二定律求出加速度，分析每一段的运动情况。
（4）F－a图像：首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意义，从而由图像给出的信息求出未知量。
2、分析动力学图像问题的方法
（1）分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义。
（2）建立图像与物体运动间的关系：把图像与具体的题意、情境结合起来，明确图像反映的物理过程。
（3）建立图像与公式间的关系：建立与图像对应的函数关系，然后根据函数关系读取信息或描点作图，特别要明确图像斜率、面积、截距等对应的物理意义。
（4）读图时要注意一些特殊点：比如起点、截距转折点、两图线的交点，特别注意临界点（在临界点物体运动形式往往发生变化）。
知识点2 动力学中的连接体问题
1、连接体问题
（1）连接体：多个相互关联的物体连接（叠放、并排或由弹簧、绳子、细杆联系）在一起构成的物体系统称为连接体。
（2）外力与内力
①外力：系统之外的物体对系统的作用力。
②内力：系统内各物体间的相互作用力。
2、连接体的类型
（1）共速连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和相同的加速度。
①绳的拉力（或物体间的弹力）相关类连接体。
②叠加类连接体（一般与摩擦力相关）。
（2）关联速度连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。下面三图中A、B两物体速度和加速度大小相等，方向不同。
3、连接体中力的“分配规律”
如图所示，一起加速运动的物体系统，若力F作用于质量为m1的物体上，则两物体间的相互作用力。此结论与有无摩擦无关，物体系统并排（若有摩擦，两物体与各接触面间的动摩擦因数必须相同），沿水平面、斜面、竖直方向运动时，此结论都成立。两物体的连接物为轻绳、轻杆或轻弹簧时，此结论不变。
得分速记 整体法与隔离法的选取原则
1、整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度（或其他未知量）。
2、隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。
3、整体法、隔离法的交替运用：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先整体求加速度，后隔离求内力”。
知识点3 动力学中的临界和极值问题
1、临界极值问题的辨别
（1）“刚好”“恰好”“正好” → 存在临界点。
（2）“取值范围”“多久时间’多大距离” → 存在“起止点”，对应临界状态。
（3）“最大”“最小”“至多“至少”→存在极值，极值点往往是临界点 。
（4）最终加速度“稳定速度” → 求收尾加速度或收尾速度。
2、四种典型的临界条件
（1）接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN＝0。
（2）相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值。
（3）绳子断裂与松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是FT＝0。
（4）最终速度（收尾速度）的临界条件：物体所受合外力为零。
3、解决临界极值问题的方法
（1）极限法：把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，以达到正确解决问题的目的。
（2）假设法：临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题。
（3）函数法：将物理过程转化为函数关系式，根据函数关系式解出临界条件。
考向1 牛顿运动定律与图像结合
例1 假设一架无人机质量为4kg，运动过程中空气阻力大小恒定。该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v-t图像如图所示，重力加速度g取下列判断正确的是（ ）
A．无人机上升的最大高度为48m
B．3~4s内无人机在下降
C．无人机的升力大小为32N
D．无人机所受阻力大小为8N
解题技巧
【变式训练1】假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球两极的隧道PQ，隧道极窄，地球仍可看作一个球心为O、半径为R、质量分布均匀的球体。以球心O为坐标原点，x轴正方向如图所示。从隧道口P点由静止释放一小球，小球能够在隧道PQ内运动，小球运动到某位置时受到的引力大小为F，速度为v。已知小球所受引力随x变化的图象如图所示。小球在运动过程中，下列图象可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
【变式训练2·变考法】如图甲所示，质量的物体静止在光滑水平地面上，从时起，受到水平力F作用，力F与时间t的关系如图乙所示，取向右为正方向，重力加速度。求：
（1）物体在前2s时间内运动的加速度大小；
（2）物体在前2s内运动的位移大小；
（3）物体在第4s末的速度大小v。
考向2 连接体问题
例2如图所示，弹簧测力计上端固定，下方悬挂质量不计的光滑动滑轮，两个质量分别为m1和m2的两个物块用跨过滑轮的轻绳连接，轻绳足够长，物体始终没有落地。已知m1大于m2，不计空气阻力，重力加速度为g，关于弹簧测力计示数T说法正确的是（ ）
A．T=（m1+m2）gB．T
思维建模 解决连接体问题的基本思路
【变式训练1·变考法】如图所示，光滑斜面的倾角为，一根轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与质量为的滑块相连，质量为的滑块与靠在一起（不粘连），系统处于静止状态。现对滑块施加平行于斜面的力，使其沿斜面向上做匀加速直线运动，时刻后力恒定，整个过程中力的最大值是最小值的倍。重力加速度大小为，弹簧始终处于弹性限度内，求：
（1）滑块的加速度大小；
（2）弹簧的劲度系数。
【变式训练2】（多选）如图1所示，光滑水平面上并排静止放置着、两个物体（两物体接触但不黏合），、的质量分别为和。时刻，水平推力和水平拉力同时分别作用于、上，、随时间变化的关系如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，、间相互作用力的大小为
B．时刻，的速率为
C．到时间内，运动的位移大小为
D．时刻，、间的距离为
\l "_Tc17630" 考向3 动力学中的临界和极值问题
例3 （多选）如图所示，水平恒力F推着平板小车和货物在水平地面一起做匀加速直线运动，小车和货物的质量分别为M和m，货物与小车间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦与滑动摩擦相等。小车与地面间的滚动摩擦力不计，且货物与平板车左侧推杆不接触，在运动过程中，下列分析正确的是（ ）
A．货物受到的合力大小为
B．货物受到的合力大小一定为
C．货物受到的摩擦力大小一定为
D．水平恒力F大于时，货物会发生相对滑动
【变式训练1】如图所示，水平地面上固定一倾角为的足够长斜面，一木块以初速度从斜面底端冲上斜面，木块与斜面间的动摩擦因数，改变的数值，木块沿斜面向上滑行的最远距离将发生变化。已知重力加速度大小，则的最小值为（ ）
A．B．C．D．
【变式训练2·变考法】在某学校科技节上，物理学社设计了一个考验两同学间默契度的挑战活动。如图所示，一质量的木板靠在光滑竖直墙上，一同学用水平恒力将质量的小滑块紧压在木板中央，另一同学用恒力竖直向上拉动木板，若木板和小滑块一起向上运动但不发生相对滑动，则挑战成功。小滑块可看作质点，小滑块与木板间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）若，求木板和小滑块的加速度大小；
（2）在（1）条件下经过1s木板恰抽离滑块，求木板的长度；
（3）若，要想游戏挑战成功，求的取值范围。
1．（2022·北京·高考真题）如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．斜面对物块的支持力大小为B．斜面对物块的摩擦力大小为
C．斜面对物块作用力的合力大小为D．物块所受的合力大小为
2．（2023·北京·高考真题）如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（ ）
A．1NB．2NC．4ND．5N
3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2024·辽宁·高考真题）（多选）一足够长木板置于水平地面上，二者间的动摩擦因数为μ。时，木板在水平恒力作用下，由静止开始向右运动。某时刻，一小物块以与木板等大、反向的速度从右端滑上木板。已知到的时间内，木板速度v随时间t变化的图像如图所示，其中g为重力加速度大小。时刻，小物块与木板的速度相同。下列说法正确的是（ ）
A．小物块在时刻滑上木板B．小物块和木板间动摩擦因数为2μ
C．小物块与木板的质量比为3︰4D．之后小物块和木板一起做匀速运动
5．（2024·全国甲卷·高考真题）（多选）如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中，可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
6．（2023·全国甲卷·高考真题）（多选）用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（ ）
A．B．C．D．
考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
两类动力学问题
选择题
非选择题
\
\
辽宁卷T13，10分
牛顿运动定律与图像结合
选择题
非选择题
黑吉辽蒙卷T10，6分
黑吉辽卷T10，6分
\
考情分析：
两类动力学问题、超重与失重、瞬时加速度、动力学图像及连接体问题常作为考查牛顿运动定律应用的重要载体，多以选择题或计算题形式出现。
两类动力学问题是高考物理的核心必考内容，贯穿整个力学体系（直线运动、曲线运动、天体运动、电磁复合场中的运动等）,单独考查时多以选择题形式出现（如定性分析加速度、受力变化）,综合考查时多作为计算题的核心模型，常与板块、斜面、连接体、传送带、电场力/洛伦兹力等结合。
动力学中的图像问题作为高频必考，选择题、计算题都很常见。常要求考生依据图像分析物体受力与运动变化，或通过运动与受力情况反推可能对应的图像。难度跨度大。简单题目依据基本图像意义就能解答；复杂的会结合分段变力或含隐藏条件的过程，需深入挖掘信息。
复习目标：
目标一：明确 “加速度a是连接力与运动的桥梁”—— 力决定a，a决定运动状态的变化，能准确复述两类问题的解题流程。
目标二：透彻理解超重、失重的物理本质，即能依据加速度方向，快速准确判断物体是否处于超重或失重状态。
目标三：精准掌握不同模型力的特性，明确弹簧弹力不能突变，而绳、杆的力可突变等关键要点。
目标四：牢记常见动力学图像的物理意义，尤其熟练掌握 v−t 图斜率、面积，以及 F−a 图斜率与截距等对应代表的物理量。
目标五：灵活且准确地运用整体法与隔离法，能按题目条件或解题需求，合理切换方法分析连接体受力，求出系统加速度及物体间相互作用力。
超重
失重
完全失重
现象
视重 实重
视重 实重
视重等于0
加速度


竖直向下，大小等于g
原理
F－mg＝ma
F＝
mg－F＝ma
F＝
mg－F＝ma＝mg
F＝
运动状态
加速上升或减速下降
加速下降或减速上升
以a＝g加速下降或减速上升