全國(guó)通用高考物理考點(diǎn)一遍過(guò)專題11牛頓第二定律含解析11023182

1、專題11 牛頓第二定律1用牛頓第二定律分析瞬時(shí)加速度2分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是明確該時(shí)刻物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度，此類問(wèn)題應(yīng)注意以下幾種模型：特性模型受外力時(shí)的形變量力能否突變產(chǎn)生拉力或支持力質(zhì)量?jī)?nèi)部彈力輕繩微小不計(jì)能只有拉力沒(méi)有支持力不計(jì)處處相等橡皮繩較大不能只有拉力沒(méi)有支持力輕彈簧較大不能既可有拉力也可有支持力輕桿微小不計(jì)能既可有拉力也可有支持力3在求解瞬時(shí)加速度問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意：（1）物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。（2）加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過(guò)程的積累，不會(huì)

2、發(fā)生突變。質(zhì)量為m的木塊位于粗糙水平桌面上，若用大小為f的水平恒力拉木塊，其加速度為a。當(dāng)拉力方向不變，大小變?yōu)?f時(shí)，木塊的加速度為a2，則aa1=a2 ba22a1 da2=2a1【參考答案】c【詳細(xì)解析】由牛頓第二定律得：，由于物體所受的摩擦力， ，即不變，所以，故選項(xiàng)c正確。 【名師點(diǎn)睛】本題考查對(duì)牛頓第二定律的理解能力，f是物體受到的合力，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為加速度與水平恒力f成正比。1如圖a、b兩物體疊放在光滑水平桌面上，輕質(zhì)細(xì)繩一端連接b，另一端繞過(guò)定滑輪連接c物體，已知a和c的質(zhì)量都是1 kg，b的質(zhì)量是2 kg，a、b間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.3，其它摩擦不計(jì)。由靜止釋放c，c下落一定高度

3、的過(guò)程中（c未落地，b未撞到滑輪，g=10 m/s2）。下列說(shuō)法正確的是aa、b兩物體發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)ba物體受到的摩擦力大小為3 ncb物體的加速度大小是2.5 m/s2d細(xì)繩的拉力大小等于10 n【答案】c【解析】假設(shè)a、b不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，整體的加速度，隔離對(duì)a分析，f=maa=12.5 n=2.5 nmag=3 n，可知假設(shè)成立，即a、b兩物體不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，a所受的摩擦力為2.5 n，加速度為2.5 m/s2，故a b錯(cuò)誤，c正確；隔離對(duì)c分析，根據(jù)牛頓第二定律得，mcgt=mca，解得t=mcgmca=10 n12.5 n=7.5 n，故d錯(cuò)誤。故選c?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律

4、的基本運(yùn)用，通過(guò)整體法和隔離法判斷出a、b是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)是解決本題的關(guān)鍵。2將質(zhì)量為m的圓環(huán)套在固定的水平直桿上，環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑，環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，對(duì)環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上且與桿夾角為的拉力f，使圓環(huán)以加速度a沿桿運(yùn)動(dòng)，則f的大小不可能是a bc d【答案】c則：fcos(fsinmg)=ma，解得，故abd是可能的，選項(xiàng)c是不可能的。如圖所示，輕彈簧兩端拴接兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b，拴接小球的細(xì)線固定在天花板，兩球靜止，兩細(xì)線與水平方向的夾角=30，彈簧水平，以下說(shuō)法正確的是a細(xì)線拉力大小為mgb彈簧的彈力大小為c剪斷左側(cè)細(xì)線瞬間，b球加速度為0d剪斷左側(cè)細(xì)線瞬間

5、，a球加速度為【參考答案】c【詳細(xì)解析】對(duì)a球分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡條件得：細(xì)線的拉力為 ，彈簧的彈力為： ，故ab錯(cuò)誤；剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間，彈簧的彈力不變，故小球b所受的合力，加速度為0，故c正確；剪斷左側(cè)細(xì)線的瞬間，彈簧的彈力不變，小球a所受的合力，根據(jù)牛頓第二定律得，故d錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】根據(jù)共點(diǎn)力平衡求解細(xì)線的拉力和彈簧的彈力大小，剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧的彈力不變，結(jié)合牛頓第二定律求出a球的瞬時(shí)加速度。1如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球a和質(zhì)量為1 kg的物體b用彈簧相連后，再用細(xì)線懸掛在升降機(jī)頂端，當(dāng)升降機(jī)以加速度a=2 m/s2，加速上升過(guò)程中，剪斷細(xì)線的瞬間，兩小球的加速度正確的是（重

6、力加速度為g=10 m/s2）a b c d 【答案】b【解析】剪斷細(xì)線前，對(duì)b，根據(jù)牛頓第二定律得：fmbg=mba，解得彈簧的彈力 f=12 n，剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧的彈力不變，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)a有：f+mag=maaa，解得aa=13 m/s2，此瞬間b的受力情況不變，加速度不變，則ab=a=2 m/s2，故b正確，acd錯(cuò)誤；故選b。學(xué)%【名師點(diǎn)睛】本題是牛頓第二定律的瞬時(shí)問(wèn)題，關(guān)鍵要明確彈簧的彈力不能發(fā)生突變，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解，要靈活選擇研究對(duì)象。2如圖所示，a、b、c三球質(zhì)量均為m，輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與a球相連，a、b間固定一個(gè)輕桿，b、c間由一輕質(zhì)細(xì)線

7、連接。傾角為的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是aa球的受力情況未變，加速度為零bc球的加速度沿斜面向下，大小為gca、b兩個(gè)小球的加速度均沿斜面向上，大小均為0.5gsin da、b之間桿的拉力大小為2mgsin 【答案】c，由于彈簧彈力不能突變，彈簧彈力不變，由牛頓第二定律得： ，則加速度，b的加速度為：，以b為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得：，解得：，c正確，d錯(cuò)誤。如圖甲，水平地面上有一靜止平板車，車上放一物塊，物塊與平板車的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，t=0時(shí)，車開(kāi)始沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖乙所示，g取10 m/

8、s2，若平板車足夠長(zhǎng)，關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng)，以下描述正確的是a06 s加速，加速度大小為2 m/s2，612 s減速，加速度大小為2 m/s2b08 s加速，加速度大小為2 m/s2，812 s減速，加速度大小為4 m/s2c08 s加速，加速度大小為2 m/s2，816 s減速，加速度大小為2 m/s2d012 s加速，加速度大小為1.5 m/s2，1216 s減速，加速度大小為4 m/s2【參考答案】c【詳細(xì)解析】根據(jù)速度與時(shí)間的圖象的斜率表示加速度，車先以4 m/s2的加速度勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后以4 m/s2的加速度勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)物體與車的動(dòng)摩擦因數(shù)可知，物體與車的滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的加速度為

9、2 m/s2。根據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓第二定律，則有：08 s時(shí)，車的速度大于物體，因此物體受到滑動(dòng)摩擦動(dòng)力而加速，其加速度大小為2 m/s2，同理可得：816 s時(shí)，車的速度小于物體，因此物體受到滑動(dòng)摩擦阻力而減速，則其加速度大小為2 m/s2，故c正確，abd錯(cuò)誤；故選c。1將一只小球豎直向上拋出，小球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度大小成正比，下列描繪小球在上升過(guò)程中的加速度大小a及速度大小v與時(shí)間t關(guān)系的圖象，可能正確的是a bc d【答案】bd1如圖所示，質(zhì)量為m的薄木板靜止在粗糙水平桌面上，木板上放置一質(zhì)量為m的木塊。已知m與m之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，m、m與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為2?，F(xiàn)對(duì)

10、m施一水平恒力f，將m從m下方拉出，而m恰好沒(méi)滑出桌面，則在上述過(guò)程中a水平恒力f一定大于3(m+m)gbm在m上滑動(dòng)的時(shí)間和在桌面上滑動(dòng)的時(shí)間相等cm在m上滑動(dòng)的時(shí)間是在桌面上滑動(dòng)的時(shí)間的2倍d若增大水平恒力f，木塊有可能滑出桌面2在光滑水平面上，a、b 兩球沿水平面相向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩球間距小于或等于l 時(shí)，受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用；當(dāng)兩球間距大于l 時(shí)，則相互作用力為零。兩球在相互作用區(qū)間運(yùn)動(dòng)時(shí)始終未接觸， 兩球運(yùn)動(dòng)的vt 圖象如圖所示，則 aa 球質(zhì)量小于b 球質(zhì)量bt1 時(shí)刻兩球間距最小c0t2 時(shí)間內(nèi)，兩球間距逐漸減小d0t3 時(shí)間內(nèi)，b 球所受排斥力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反3

11、質(zhì)量不同、半徑相同的甲乙兩個(gè)小球從高空中某處由靜止開(kāi)始下落，且甲球質(zhì)量比乙球質(zhì)量大。設(shè)它們所受空氣阻力f與下落速度v的關(guān)系為f=kv，k為定值。則下列四個(gè)運(yùn)動(dòng)圖象哪一個(gè)與兩小球運(yùn)動(dòng)相符a b c d 4一輕彈簧b端固定，另一端c與細(xì)繩一端共同拉著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，細(xì)繩的另一端a也固定，且ac、bc與豎直方向夾角分別為1=30和2=60，重力加速度為g。則燒斷細(xì)繩的瞬間，小球的加速度為ag，豎直向下bg/2，水平向右c，水平向右d，向右下與水平成60角5物體由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，其加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，取開(kāi)始時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象是a b c d 6如圖甲所示，小

12、物塊從足夠長(zhǎng)的光滑斜面頂端由靜止自由滑下。下滑位移x時(shí)的速度為v，其xv2圖象如圖乙所示，取g=10 m/s2，則斜面傾角為a30 b45c60 d757靜止于粗糙水平面上的物體，受到方向恒定的水平拉力f的作用，拉力f的大小隨時(shí)間變化如圖甲所示。在拉力f從0逐漸增大的過(guò)程中，物體的加速度隨時(shí)間變化如圖乙所示，g取10 m/s2。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是a物體與水平面間的摩擦力先增大，后減小至某一值并保持不變b物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1c物體的質(zhì)量為6 kgd4 s末物體的速度為4 m/s8（2016新課標(biāo)全國(guó)卷）一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)對(duì)其施加一恒力，且原來(lái)作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則a

13、質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同b質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直c質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同d質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變9（2016海南卷）沿固定斜面下滑的物體受到與斜面平行向上的拉力f的作用，其下滑的速度時(shí)間圖線如圖所示。已知物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為常數(shù)，在05 s、510 s、1015 s內(nèi)f的大小分別為f1、f2和f3，則af1f3cf1f3 df1=f310（2015海南卷）如圖所示，物塊a、b和c的質(zhì)量相同，a和b、b和c之間用完全相同的輕彈簧s1和s2相連，通過(guò)系在a上的細(xì)線懸掛于固定點(diǎn)o；整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)；現(xiàn)將細(xì)繩剪斷，將物塊a的加速度

14、記為a1，s1和s2相對(duì)原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)分別為l1和l2，重力加速度大小為g，在剪斷瞬間aa1=3g ba1=0cl1=2l2 dl1=l211（2015海南卷）如圖所示，升降機(jī)內(nèi)有一固定斜面，斜面上放一物體，開(kāi)始時(shí)升降機(jī)做勻速運(yùn)動(dòng)，物塊相對(duì)斜面勻速下滑，當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)a物塊與斜面間的摩擦力減小b物塊與斜面間的正壓力增大c物塊相對(duì)于斜面減速下滑d物塊相對(duì)于斜面勻速下滑12（2015新課標(biāo)全國(guó)卷）如圖（a），一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的vt圖線如圖（b）所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量，則可求出a斜面的傾角b物塊的質(zhì)量c物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)d物塊沿斜面向上滑行

15、的最大高度2c【解析】從速度時(shí)間圖象可以看出，b小球速度時(shí)間圖象的斜率絕對(duì)值較大，所以b小球的加速度較大，兩小球之間的排斥力為相互作用力大小相等，根據(jù)知，加速度大的質(zhì)量小，所以b小球質(zhì)量較小，故a錯(cuò)誤；二者做相向運(yùn)動(dòng)，所以當(dāng)速度相等時(shí)距離最近，即t2時(shí)刻兩小球最近，之后距離又開(kāi)始逐漸變大，所以b錯(cuò)誤，c正確；b球0t1時(shí)間內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，所以0t1時(shí)間內(nèi)排斥力與運(yùn)動(dòng)方向相反，d錯(cuò)誤。故選c。3c【解析】小球下落過(guò)程中，受到重力與空氣阻力，由牛頓第二定律得：mgf=ma，f=kv，則得a=gkv/m可見(jiàn)，速度v增大，加速度a減小，故ab錯(cuò)誤；由上式可知，當(dāng)速度相等時(shí)，質(zhì)量越大，加速度越大，故c正

16、確，d錯(cuò)誤。4d【解析】以球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受輕繩的拉力f1，彈簧的拉力f2，由平衡條件，解得，剪斷輕繩瞬間彈簧的彈力沒(méi)有變化，小球所受的合外力是重力與彈力的合力，與原來(lái)細(xì)繩的拉力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律得 ，方向向右下與水平成60角，故d正確。5c【解析】在01 s內(nèi)，物體從靜止開(kāi)始沿加速度方向勻加速運(yùn)動(dòng)，在12 s內(nèi)，加速度反向，速度方向與加速度方向相反，所以做勻減速運(yùn)動(dòng)，到2 s末時(shí)速度為零。23 s內(nèi)加速度變?yōu)檎?，物體又從靜止開(kāi)始沿加速度方向勻加速運(yùn)動(dòng)，重復(fù)01 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況，34 s內(nèi)重復(fù)12 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況。在01 s內(nèi)，物體從靜止開(kāi)始正向勻加速運(yùn)動(dòng)，速度圖象是一條直線，

17、1 s末速度，在12 s內(nèi)， ，物體將仍沿正方向運(yùn)動(dòng)，但做減速運(yùn)動(dòng)，2 s末時(shí)速度，23 s內(nèi)重復(fù)01 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況，34 s內(nèi)重復(fù)12 s內(nèi)運(yùn)動(dòng)情況，綜上正確的圖象為c?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了求斜面傾角問(wèn)題，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)圖示圖象求出物體的加速度是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用牛頓第二定律可以解題。7c【解析】由圖乙知，02 s內(nèi)物體靜止不動(dòng)，物體所受的靜摩擦力與拉力平衡，則知摩擦力逐漸增大。t=2 s時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值，t=2 s后物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，滑動(dòng)摩擦力小于最大靜摩擦力，并且保持不變，所以物體所受的摩擦力先增大，后減小至某一值并保

18、持不變，故a正確；在24 s內(nèi)，由牛頓第二定律得：fmg=ma，由圖知：當(dāng)f=6 n時(shí)，a=1m/s2，代入式得 610m=m，當(dāng)f=12 n時(shí)，a=3 m/s2，代入式得 1210m=3m，由解得 =0.1，m=3 kg，故b正確，c錯(cuò)誤；根據(jù)at圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，可知4 s內(nèi)物體速度的變化量為，由于初速度為0，所以4 s末物體的速度為4 m/s，故d正確。本題選錯(cuò)誤的，故選c。【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，再根據(jù)不同的加速度列牛頓第二定律方程。要知道at圖象與時(shí)間軸所圍的面積表示速度的變化量，由此求速度的變化量。8bc【解析】因?yàn)樵瓉?lái)質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)

19、動(dòng)，合外力為0，現(xiàn)在施加一恒力，質(zhì)點(diǎn)所受的合力就是這個(gè)恒力，所以質(zhì)點(diǎn)可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也有可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過(guò)程中加速度不變，速度的變化率不變。但若做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量是變化的。故c正確，d錯(cuò)誤。若做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)速度的方向不會(huì)總是與該恒力的方向相同，故a錯(cuò)誤；不管做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，還是做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直，故b正確?！久麕燑c(diǎn)睛】本題主要考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律。特別注意以前我們碰到的問(wèn)題經(jīng)常是去掉一個(gè)恒力，本題增加了一個(gè)恒力，從牛頓運(yùn)動(dòng)定律角度來(lái)看沒(méi)有什么區(qū)別。根據(jù)牛頓第二定律計(jì)算加速度的可能大小，根據(jù)合力與速度方向間的關(guān)系判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。要特別注意的是，質(zhì)點(diǎn)有可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。9a【解析】由vt圖象可知，05 s內(nèi)加速度a1=0.2 m/s2，沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin ff1=ma1，f1=mgsin f0.2m；510 s內(nèi)加速度a2=0，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin ff2=ma2，f2=mgsin f；1015 s內(nèi)加速度a3=0.2 m/s2，沿斜面向上，根據(jù)牛頓第二定律有mgsin ff3=ma3，f3=mgsin f+0.2m。故可得：f3f2f1，選項(xiàng)a正確?！久麕燑c(diǎn)睛】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)