第三章　第14课时　牛顿第二定律的基本应用 课件-2027届高考物理人教版一轮复习

这是一份第三章　第14课时　牛顿第二定律的基本应用 课件-2027届高考物理人教版一轮复习，共39页。PPT课件主要包含了运动情况，等于0，解题思路等内容，欢迎下载使用。
[学习目标]　1．掌握动力学两类基本问题的求解方法。2．能够应用牛顿第二定律解决超重、失重问题。3．掌握“等时圆”模型的特点，并会解决相关问题。
回归教材 · 双基过关
1．两类动力学问题(1)两类问题①已知受力求物体的________。②已知运动情况求物体的____。(2)解决方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解。
2．超重和失重(1)超重①定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)____物体所受重力的现象。②产生条件：物体具有____的加速度。
(2)失重①定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)____物体所受重力的现象。②产生条件：物体具有____的加速度。(3)完全失重①定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)______的现象。②产生条件：物体的加速度a＝__，方向竖直向下。
1．易错易混辨析结合以下两种情境分析判断：如图甲所示，2025年10月31日，搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。11月1日4时58分，神舟二十一号航天员乘组入驻中国空间站。图乙为在湖南张家界武陵源风景区建造的百龙旅游电梯，是世界上最高的全暴露双层、最大载重、速度最快的户外观光电梯。该电梯依山体垂直而建，垂直高差335米，运行高度326米。
结合上述情境判断下列说法的正误：(1)当观光电梯启动瞬间，乘客立即获得加速度并且处于超重状态。(　　)(2)观光电梯的乘客的加速度大小与其受到的合外力成正比，与其质量成反比。(　　)(3)航天员在空间站中处于完全失重状态。(　　)(4)超重就是物体的重力变大的现象。(　　)(5)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。(　　)
2．(人教版必修第一册习题改编)小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　)A．a点对应时刻，小明向下的速度最大B．a点对应时刻，小明向下的加速度最大C．b点对应时刻，小明处于超重状态D．图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立
A　[小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速，即先失重后超重；起立过程经历先向上加速再向上减速，即先超重后失重，所以由题图可知，小明先下蹲后起立，图示时间内小明完成了1次下蹲和1次起立，且a点对应时刻F＝mg，小明的加速度为0，向下的速度达到最大，故A正确，B、D错误；b点对应时刻，小明正在起立减速上升的过程，所以小明处于失重状态，故C错误。]
考点深研 · 题型突破
考点1　两类动力学基本问题1．解决两类动力学基本问题的关键(1)两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分析。(2)两个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁；衔接点的速度是联系相邻两个过程的桥梁。
角度1　从受力情况确定运动情况[典例1]　(人教版必修第一册P106例题2改编)人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，饱享滑雪运动的乐趣。如图所示，一名滑雪爱好者以v0＝1 m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为θ＝30°。若人与滑板的总质量为m＝60 kg，受到的总阻力为f＝60 N，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)滑雪爱好者加速度的大小；(2)3 s内滑雪爱好者下滑位移的大小；(3)3 s末滑雪爱好者的速度大小。
(3)根据匀变速直线运动规律，3 s末滑雪爱好者的速度大小为v＝v0＋at解得v＝13 m/s。
[答案]　(1)4 m/s2　(2)21 m　(3)13 m/s
角度2　从运动情况确定受力情况[典例2]　(2025·上海卷)如图所示，在倾角为4.8°的斜坡上，有一辆向下滑动的小车在做匀变速直线运动。小车内部存在动能回收系统，即刹车时会将一部分动能回收转化为电能储存起来。在5 s时间内，速度从v0＝72 km/h减速到vt＝18 km/h，运动过程中除回收作用力外的其他阻力的合力f＝500 N，小车的质量m＝1 500 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin 4.8°＝0.08。求这一过程中：
(1)小车的位移大小x；(2)回收作用力大小F。
考点2　超重和失重1．超重和失重问题的三点提醒(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会消失。(3)物体的加速度方向不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。
2．判断超重和失重的方法
角度1　超、失重现象的定性分析[典例3]　自由式滑雪大跳台比赛中比赛场地可简化为如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆区、减速区等组成。若将运动员看作质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A．运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态B．运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中处于完全失重状态C．运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态D．运动员在减速区减速过程中处于失重状态
B　[运动员在助滑区加速下滑时，加速度沿斜面向下，加速度在竖直方向的分加速度为竖直向下，处于失重状态，A错误；忽略空气阻力，运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前，在空中只受到竖直向下的重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度，处于完全失重状态，B正确；运动员在弧形过渡区做圆周运动，加速度有竖直向上的分量，处于超重状态，C错误；运动员在减速区减速过程中，减速下降，竖直方向的分加速度竖直向上，处于超重状态，D错误。]
角度2　超、失重现象的图像问题[典例4]　(2025·北京卷)模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f 的大小随速率增大而增大，f 随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是(　　)
A．从t1到t3，实验舱处于电磁弹射过程B．从t2到t3，实验舱加速度大小减小C．从t3到t5，实验舱内物体处于失重状态D．t4时刻，实验舱达到最高点
角度3　超、失重现象的定量计算[典例5]　(2024·全国甲卷)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9.8 m/s2。
(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4.5 N，则此段时间内物体处于________(选填“超重”或“失重”)状态，电梯加速度大小为________ m/s2(结果保留1位小数)。
[解析]　(1)根据弹簧测力计的读数规则可知，其读数为 5.0 N 。(2)根据(1)问结合力的平衡条件可知，mg＝5.0 N，电梯上行时，测力计示数为4.5 N