牛顿第二定律的基本应用 高频考点 专题练 2026年高考物理一轮复习备考

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牛顿第二定律的基本应用 高频考点 专题练
2026年高考物理一轮复习备考
一、单选题
1．当女排运动员进行原地起跳拦网训练时，某质量为的运动员原地静止站立（不起跳）双手拦网高度为，在训练中，该运动员先下蹲使重心下降，然后起跳（从开始上升到脚刚离地的过程），最后脚离地上升到最高点时双手拦网高度为。若运动员起跳过程视为匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，取，则（　　）
A．运动员起跳过程属于失重状态
B．起跳过程中加速度大小为
C．从开始起跳到离地上升到最高点需要
D．起跳过程中运动员对地面的压力为
2．如图所示，物块1、2间用竖直刚性轻质杆连接，物块3、4间用竖直轻质弹簧相连，物块1、3的质量为，物块2、4的质量为，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为、、、。重力加速度为，则有（　　）
A．
B．
C．，，
D．，，，
3．如图所示，在竖直平面内有半径为R和2R的两个圆，两圆的最高点相切，切点为A，B和C分别是小圆和大圆上的两个点，其中AB长为，AC长为．现沿AB和AC建立两条光滑轨道，自A处由静止释放小球，已知小球沿AB轨道运动到B点所用时间为t1，沿AC轨道运动到C点所用时间为t2，则t1与t2之比为（ ）
A． B．1:2 C． D．1:3
4．如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，它们处在同一竖直平面内。现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ。现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（　　）
A． B．
C． D．
5．如图，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着小球A，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，两球的加速度分别为（　　）
A． B．，
C．， D．，
6．在直升机竖直降落的过程中，开始时飞机匀速降落，飞行员对座椅的压力情况如图所示，取重力加速度大小g=10 m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．飞行员的质量为70 kg
B．飞行员在t1时刻的加速度方向向下
C．飞行员在t2时刻的加速度方向向下
D．从图中可知飞行员在这两次规避障碍过程中的加速度的最大值为6 m/s2，方向向上
7．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、2m、3m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计．整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间
A．吊篮A的加速度大小为g
B．物体B的加速度大小为g
C．物体C的加速度大小为g
D．A、C间的弹力大小为0.5mg
二、多选题
8．如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态。则在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．B球的受力情况不变，加速度仍为零
B．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为
C．A、B之间杆的拉力大小为
D．C球的加速度沿斜面向下，大小为gsin θ
9．一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ）
A．t=2s时最大 B．t=2s时最小
C．t=8.5s时最大 D．t=8.5s时最小
10．如图所示，Oa、Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d位于同一圆周上，c为圆周的最高点，a为最低点，O′为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未画出），两个滑环从O点无初速度释放，一个滑环从d点无初速度释放，用t1、t2、t3分别表示滑环沿Oa、Ob、da到达a或b所用的时间。下列关系正确的是（　　）
A．t1＝t2 B．t2>t3 C．t111．如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是（　　）
A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变
B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ
C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为
D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ
12．如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a和b，拴接小球的细线P、Q固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为。现剪断细线P。弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g，取。下列说法正确的是（　　）
A．剪断细线P前，弹簧形变量为
B．剪断细线P的瞬间，小球b的加速度大小为
C．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，细线P的拉力变小
D．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，小球a的加速度大小为
三、解答题
13．为了安全，中国航母舰载机歼-15通过滑跃式起飞方式起飞．其示意图如图所示，飞机由静止开始先在一段水平距离L1=160m的水平跑道上运动，然后在长度为L2=20.5m的倾斜跑道上滑跑，直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105N，方向与速度方向相同，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝2.05 m，飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的0.2倍，假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，倾斜跑道看作斜面，不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响，且飞机起飞的过程中没有出现任何故障，取g＝10 m/s2.求：
(1)飞机在水平跑道上运动的末速度大小；
(2)飞机从开始运动到起飞经历的时间t.
14．可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏，如图所示，有一企鹅在倾角为 37°的倾斜冰面上，先以加速度 a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t=8s 时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 =0.25， sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度 g 取 10m/s2。求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；
（2）企鹅在冰面向前滑动的加速度大小；
（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。（结果可用根式表示）
15．跳楼机可以使人体验失重和超重如图所示。现让升降机将座舱送到距地面的高处，然后让座舱自由下落，落到距地面的位置时开始制动，使座舱均匀减速，座舱落到地面时刚好停下，在该体验中，小明将质量的书包平放在大腿上（不计空气阻力，g取10m/s2）。
（1）当座舱静止时，请用所学知识证明书包的重力与书包对小明大腿的压力大小相等。
（2）当座舱落到距地面的位置时，求小明对书包的作用力大小；
（3）求跳楼机从开始制动后（匀减速阶段）加速度的大小；
（4）当座舱落到距地面的位置时，求小明对书包的作用力大小。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A B D B D BCD AD BCD
题号 11 12
答案 BC ACD
1．B
【详解】A．运动员起跳过程中，向上做加速运动，具有向上的加速度，处于超重状态，故A错误；
B．运动员脚离地之后做竖直上抛运动，由可得，脚离地时，运动员的速度为
由可得，起跳过程中加速度大小为
故B正确；
C．根据题意，由可得，运动员离地的时间为
运动员离地到最高点的时间为
则从开始起跳到离地上升到最高点的时间为
故C错误；
D．根据题意，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，起跳过程中运动员对地面的压力为
故D错误。
故选B。
2．C
【详解】在抽出木板的瞬间，由于物块1、2间用竖直刚性轻质杆连接，以物块1、2与刚性轻杆为整体，根据牛顿第二定律可得
则有
由于物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为，因此物块3满足
由牛顿第二定律得物块4的加速度为
故选C。
3．A
【详解】方法一：
设AB与竖直方向的夹角为θ，则：
AB=2Rcosθ，
由牛顿第二定律得物体沿AB下滑的加速度为：a=gcosθ，解得在AB上运动的时间为：
，
同理设AB与竖直方向的夹角为α，则：
AC=4Rcosα，
由牛顿第二定律得物体沿AC下滑的加速度为：
a=gcosα，
可知物体在AC上运动的时间为：
．
则，故A正确．
方法二、
令AC和小圆的交点与D点，物体沿AC运动到D的时间为．则在小圆中物体沿AC到D点的时间和沿AB到B点的时间相等，等于：
物体沿AC运动到D的时间为为：
则
【点睛】本题主要考查了牛顿第二定律以及运动学基本公式的直接应用，解题时要分析清楚小球的运动情况，并能结合几何关系求解．
4．B
【详解】设圆的半径为，半圆的半径为，则可知轨道长度为
下滑的加速度
根据运动学公式有
则可得
由于
由此可得
故选B。
5．D
【详解】水平细线被剪断前，对A、B进行受力分析如图所示
静止时，对小球A，由平衡条件可得
，
对小球B，由平衡条件可得
解得
水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，A所受合力与FT等大反向，由牛顿第二定律可得
解得
，
故ABC错误，D正确。
故选D。
6．B
【详解】A．由题图可知，飞行员受到的重力大小为500 N，则质量为50 kg，A错误；
B．飞行员在t1时刻对座椅的压力小于其受到的重力，合力方向向下，加速度方向向下，B正确；
C．飞行员在t2时刻对座椅的压力大于其受到的重力，合力方向向上，加速度方向向上，C错误；
D．由题图可知，飞行员在t1时刻受到的合力最大，则有mg-F=mamax
代入数据解得amax=6 m/s2
方向向下，D错误。
故选B。
7．D
【分析】剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对A、B、C分析，运用牛顿第二定律求出加速度的大小．
【详解】A.将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得， =1.5g，即A、C的加速度均为1.5g，故A错误，C错误；
B.在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B受力情况不变，故物体B的加速度大小为零，故B错误；
D.剪断细线的瞬间，A受到重力和C对A的作用力，对A：FAC+mg=maAC，得：FAC=maAC-mg=0.5mg，故D正确．
故选D
8．BCD
【详解】A．细线被烧断的瞬间，B不再受细线的拉力作用，B的受力情况发生变化，合力不为零，加速度不为零，故A错误；
B．以A、B组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力
以C为研究对象知，细线的拉力为，烧断细线的瞬间，A、B受到的合力等于
由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，由牛顿第二定律得
则加速度
故B正确；
C．B的加速度为
以B为研究对象，由牛顿第二定律得
解得
故C正确；
D．对球C，由牛顿第二定律得
解得
方向沿斜面向下，故D正确。
故选BCD。
9．AD
【详解】由于t=2s时物体向上的加速度最大，故此时人对地板的压力最大，因为地板此时对人的支持力最大；而t=8．5s时物体向下的加速度最大，故地板对的支持力最小，即人对地板的最小，故选项AD正确，选项BC错误．
10．BCD
【详解】设想还有一根光滑固定细杆ca，则ca、Oa、da三细杆交于圆的最低点a，三杆顶点均在圆周上，根据等时圆模型可知，由c、O、d无初速度释放的小滑环到达a点的时间相等，即tca＝t1＝t3
而由c→a与由O→b滑动的小滑环相比较，滑行位移大小相等，初速度均为零，但加速度aca>aOb，由x＝at2可知，t2>tca
即t2>t1＝t3
故选BCD。
11．BC
【详解】AB．设小球静止时BC绳的拉力为F，AC橡皮筋的拉力为T，由平衡条件可得
Fcosθ=mg，Fsinθ=T
解得
F=，T=mgtanθ
在AC被突然剪断的瞬间，BC上的拉力F发生了突变，小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下，大小为
a=gsinθ
B正确，A错误；
CD．在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等，方向沿BC方向斜向下，故加速度
a=
C正确，D错误。
故选BC。
12．ACD
【详解】A．剪断细线P前，对小球a进行受力分析，小球a受竖直向下的重力，水平向右的弹簧弹力以及沿绳子向上的细绳的拉力。根据共点力平衡有
解得
故A正确；
B．剪断细线P的瞬间，弹簧的弹力不变，所以小球b处于静止状态，合力为零，加速度为0，故B错误；
CD．剪断细线P前，细线P的拉力为
剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，弹簧的弹力为零，小球a即将做摆动，但摆动的速度为零，则径向合力为零，切向合力提供切向加速度，有
解得
，
即剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，细线P的拉力变小，小球a的加速度大小为，故CD正确；
故选ACD。
13．(1)40 m/s
(2)8.5 s
【详解】（1）设飞机在水平跑道上运动的加速度大小为a1，阻力大小为F阻，在水平跑道上运动的末速度大小为v1，由牛顿第二定律得F-F阻＝ma1
其中F阻＝0.2mg
根据动力学公式有
联立以上三式并代入数据解得a1＝5 m/s2，v1＝40 m/s
（2）设飞机在倾斜跑道上运动的加速度大小为a2，在倾斜跑道末端的速度大小为v2，飞机在水平跑道上的运动时间t1＝＝8 s
在倾斜跑道上，由牛顿第二定律有F-F阻-mg＝ma2
代入数据解得a2＝4 m/s2
由
代入数据解得v2＝42 m/s
飞机在倾斜跑道上的运动时间t2＝＝0.5 s
则t＝t1＋t2＝8.5 s
14．(1) (2) (3)
【详解】【分析】企鹅向上“奔跑”做匀加速运动，由运动学公式求出企鹅向上“奔跑”的位移大小；根据牛顿第二定律求出企鹅在冰面滑动的加速度大小，结合运动学公式求出企鹅退滑到出发点时的速度大小；
解：（1）“奔跑”过程
（2）上滑过程：
下滑过程
（3）上滑位移，
退滑到出发点的速度，
解得
15．（1）见解析；（2）；（3）16m/s2；（4）260N
【详解】设小明大腿对书包的支持力为，因为物体处于静止状态，则
根据牛顿第三定律有
所以
座舱自由下落到距地面的位置时开始制动，所以当座舱距地面时，书包处于完全失重状态，则有；
座舱自由下落高度为
座舱开始制动时，已获得速度，由运动学公式得
座舱制动过程做匀减速直线运动，设其加速度大小为，则有
联立可得
方向竖直向上；
故跳楼机从开始制动后匀减速阶段加速度的大小16m/s2；
由牛顿第二定律得
代入数据得
故当座舱落到距地面的位置时，小明对书包的作用力大小260N。
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