牛頓第二定律最

1、高中物理（必修1）第9講：牛頓第二定律一、概念規(guī)律題組1一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是()Aa和v都始終增大 Ba和v都先增大后減小Ca先增大后減小，v始終增大 Da和v都先減小后增大2如果要測量國際單位制中規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量，應(yīng)該選用的儀器是()A米尺、彈簧測力計(jì)、秒表 B量筒、天平、秒表C米尺、天平、秒表 D米尺、電子測力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是()A物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B物體所受合力必須

2、達(dá)到一定值時(shí),才能使物體產(chǎn)生加速度C物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個(gè)的大小成正比D當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí)，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比二、思想方法題組4如圖所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B，由輕質(zhì)彈簧相連后再用細(xì)線懸掛在電梯內(nèi)，已知電梯正在豎直向上做勻加速直線運(yùn)動，細(xì)線中的拉力為F，此時(shí)突然剪斷細(xì)線。在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度的大小分別為()A，g B，gC，g D，g5質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)，受水平恒力作用，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，它在t s內(nèi)的位移為x m，則F的大小為(單位為N)()AB C D6如圖甲所示，質(zhì)量m2 kg的物體在

3、水平面上向右做直線運(yùn)動過a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí)，選水平向右為速度的正方向，通過速度傳感器測出物體的瞬時(shí)速度，所得vt圖象如圖乙所示取重力加速度g10 m/s2.求：(1)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)；(2)10 s末物體離a點(diǎn)的距離一、瞬時(shí)加速度問題例1 如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是()A兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsin BB球的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零CA球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為gsin D彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時(shí)加速

4、度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零二、動力學(xué)的兩類基本問題分析1物體運(yùn)動性質(zhì)的判斷方法(1)明確物體的初始運(yùn)動狀態(tài)(v0) ；(2)明確物體的受力情況(F合) 2兩類動力學(xué)問題的解題步驟例2 如圖所示，質(zhì)量m1 kg的小球穿在長L1.6 m的斜桿上，斜桿與水平方向成37°角，斜桿固定不動，小球與斜桿間的動摩擦因數(shù)0.75。小球受水平向左的拉力F1 N，從斜桿的頂端由靜止開始下滑(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g10 m/s2)試求：(1)小球運(yùn)動的加速度大??；(2)小球運(yùn)動到斜桿底端時(shí)的速度大小。三、傳送帶模型1水平傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑

5、塊可能的運(yùn)動情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0>v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0<v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速到達(dá)左端(2)傳送帶較長時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端。其中v0>v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0<v返回時(shí)速度為v02傾斜傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2

6、加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速例3 如圖，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5 m，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.1。工件滑上A端瞬時(shí)速度vA4 m/s，達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則下列說法錯(cuò)誤的是()A若傳送帶不動，則vB3 m/sB若傳送帶以速度v4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB3 m/sC若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB3 m/sD若傳送帶以速度v4 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB3 m/s例4 如圖所示為上、下兩端相距L5 m，傾角30°，始終以v3 m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動的傳送帶(傳送帶始終繃緊)。將一物體放在傳送帶的上端由靜

7、止釋放滑下，經(jīng)過t2 s到達(dá)下端，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)傳送帶與物體間的動摩擦因數(shù)；(2)如果將傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，速率至少多大時(shí)，物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端。1如圖甲所示，質(zhì)量為m的物塊沿足夠長的粗糙斜面從底端以初速度v0上滑先后通過A、B，然后又返回到底端。設(shè)從A到B的時(shí)間為t1，加速度大小為a1，經(jīng)過A的速率為v1，從B返回到A的時(shí)間為t2，加速度大小為a2，經(jīng)過A的速率為v2，則正確的是()At1t2，a1a2，v1v2Bt1<t2，a1<a2，v1<v2C物塊全過程的速度時(shí)間圖線如乙所示D物塊全過程的速度時(shí)間圖線如丙所示2如圖所示，細(xì)

8、線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力為FN分別為(重力加速度為g)()ATm(gsin acos )FN m(gcos asin )BTm(gcos asin )FN m(gsin acos )CTm(acos gsin )FN m(gcos asin )DTm(asin gcos )FN m(gsin acos )3如圖所示，水平木板上有質(zhì)量m1.0 kg的物塊，受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用，用力傳感器測出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小

9、。取重力加速度g10 m/s2，下列判斷正確的是()A5 s內(nèi)拉力對物塊做功為零B4 s末物塊所受合力大小為4.0 NC物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4D6 s9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s24一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時(shí)刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是()5如圖所示，A、B為兩個(gè)質(zhì)量相等的小球，由細(xì)線相連，再用輕質(zhì)彈簧懸掛起來，在A、B間細(xì)線燒斷后的瞬間，A、B的加速度分別是()AA、B的加速度大小均為g，方向都豎直向下BA的加速度0，B

10、的加速度大小為g、豎直向下CA的加速度大小為g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下DA的加速度大于g、豎直向上，B的加速度大小為g、豎直向下6我國道路安全部門規(guī)定，在高速公路上行駛的汽車最大速度為120 km/h，交通部門提供下列資料：資料一：駕駛員的反應(yīng)時(shí)間：0.30.6 s；資料二：各種路面與輪胎之間的動摩擦因數(shù)如表格所示。路面干瀝青干磁石濕瀝青動摩擦因數(shù)0.70.60.70.320.4根據(jù)以上資料，通過計(jì)算判斷汽車行駛在高速公路上兩車間的安全距離最接近()A100 m B200 m C300 m D400 m7如圖所示，當(dāng)小車向右加速運(yùn)動時(shí)，物塊M相對車廂靜止于豎直車廂壁上，當(dāng)車的加

11、速度增大時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是()AM受靜摩擦增大 BM對車廂壁的壓力增大CM仍相對于車廂靜止 DM受靜摩擦力不變8質(zhì)量M9 kg、長L1 m的木板在動摩擦因數(shù)10.1的水平地面上向右滑行，當(dāng)速度v02 m/s時(shí)，在木板的右端輕放一質(zhì)量m1 kg的小物塊如圖所示。當(dāng)小物塊剛好滑到木板左端時(shí)，物塊和木板達(dá)到共同速度。取g10 m/s2，求：(1)從木塊放到木板上到它們達(dá)到相同速度所用的時(shí)間t；(2)小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2。1.解析：選C質(zhì)點(diǎn)受到的合外力先從0逐漸增大，然后又逐漸減小為0，合力的方向始終未變，故質(zhì)點(diǎn)的加速度方向不變，先增大后減小，速度始終增大，本題選C。2解析：選C3解析：選D

12、.物體加速度的大小與質(zhì)量和速度的大小的乘積無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物體所受合力不為0，則a0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加速度的大小與其所受的合力成正比，C項(xiàng)錯(cuò)誤4解析 選A在剪斷前，對A、B及彈簧整體由牛頓第二定律有：F3mg3ma，對B由牛頓第二定律得：F彈2mg2ma，由此可得：F彈，細(xì)線被剪斷后的瞬間，彈簧彈力不變，此時(shí)對A球來說，受到向下的重力和彈力，則有：F彈mgmaA，解得aAg，故A正確。5解析：選A由牛頓第二定律Fma與xat2，得出F。6解析：(1)設(shè)物體向右做勻減速直線運(yùn)動的加速度大小為a1，則由vt圖得：a12 m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有Fmgma1設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動的加速度大小為a

13、2，則由vt圖得：a21 m/s2根據(jù)牛頓第二定律，有Fmgma2由得：F3 N，0.05.(2)設(shè)10 s末物體離a點(diǎn)的距離為s，s應(yīng)為vt圖與橫軸所圍的面積，則s×4×8 m×6×6 m2 m，負(fù)號表示物體在a點(diǎn)左側(cè)答案：(1)3 N0.05(2)2 m，在a點(diǎn)左側(cè)例1解析選B設(shè)彈簧的彈力大小為F，由平衡條件可知，F(xiàn)mgsin ，燒斷細(xì)線之后瞬間，彈簧彈力不變，故B球受力情況不變，加速度為0，B正確，A、D均錯(cuò)誤；以A為研究對象，由牛頓第二定律可得：Fmgsin maA，解得：aA2gsin ，故C錯(cuò)誤。例2解析：(1)Fcos mgsin NmaF

14、sin Nmgcos 聯(lián)立上式可得：a1.25 m/s2。(2)由運(yùn)動學(xué)公式得v22aL可求vm/s2 m/s。答案：(1)1.25 m/s2(2)2 m/s例3解析：選D若傳送帶不動，由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知vB2vA22as，ag，代入數(shù)據(jù)解得vB3 m/s，當(dāng)滿足選項(xiàng)B、C中的條件時(shí)，工件的運(yùn)動情況跟傳送帶不動時(shí)的一樣，同理可得，工件達(dá)到B端的瞬時(shí)速度仍為3 m/s，故選項(xiàng)A、B、C正確；若傳送帶以速度v4 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，則工件滑上A端后做勻速運(yùn)動，到B端的速度仍為4 m/s，故D錯(cuò)誤。例4 解析(1)物體在傳送帶上受力如圖329所示，物體沿傳送帶向下勻加速運(yùn)動，設(shè)加速度為a。由

15、題意得Lat2解得a2.5 m/s2；由牛頓第二定律得mgsin Ffma，又Ffmgcos 解得0.29(2)如果傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，要使物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端，則需要物體有沿傳遞帶向下的最大加速度，即所受摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)此時(shí)傳送帶速度為vm，物體加速度a。則牛頓第二定律得mgsin FfmaFfmgcos ，vm22La聯(lián)立解得vm8.66 m/s。圖329答案(1)0.29(2)8.66 m/s1解析：選D由于從B返回到A所受合外力小，加速度小，所以從A到B的時(shí)間t1<t2，a1>a2，v1>v2，故A、B錯(cuò)誤；物塊全過程的速度時(shí)間圖線如圖丙所示

16、，故C錯(cuò)誤D正確。2解析：選A本題考查受力分析和牛頓第二定律，意在考查考生對力和運(yùn)動關(guān)系的理解。對小球受力分析，并沿水平、豎直方向正交分解。水平方向：Tcos FNsin ma，豎直方向：Tsin FNcos mg。聯(lián)立求解得選項(xiàng)A正確。3解析：選D本題考查物體的受力分析和運(yùn)動分析，意在考查考生對力的平衡條件、牛頓第二定律及圖像的理解。由Ff­t圖像知物塊所受的最大靜摩擦力為4 N，滑動摩擦力為3 N,4 s末物塊所受的合力為零，則B項(xiàng)錯(cuò)誤；因前4 s內(nèi)物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，5 s內(nèi)物塊的位移即第5 s內(nèi)物塊的位移不為零，則5 s內(nèi)拉力對物塊所做的功不為零，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；由mg3 N，得物

17、塊與木板之間的動摩擦因數(shù)0.3，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；6 s9 s內(nèi)物塊所受的合力為5 N3 N2 N，由F合ma，得物塊的加速度大小a2 m/s2，故D項(xiàng)正確。2解析：選C本題考查摩擦力、牛頓第二定律等基礎(chǔ)知識點(diǎn)，意在考查考生應(yīng)用相關(guān)知識分析問題、解決問題的能力。設(shè)物塊所受滑動摩擦力為f，在水平拉力F作用下，物塊做勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律，F(xiàn)fma，F(xiàn)maf，所以能正確描述F與a之間關(guān)系的圖像是C，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。3解析：選C在細(xì)線燒斷前，A、B兩球的受力情況如圖甲所示，由平衡條件可得：對B球有F繩mg對A球有F彈mgF繩在細(xì)線燒斷后，F(xiàn)繩立即消失，彈簧彈力及各球重力不變，兩球的受力情況如圖乙所示。由牛頓第二定律可得：B球有向下的重力加速度gA球有F彈mgmaA解得aAg，方向向上。綜上分析，選C。4解析：選B當(dāng)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間最長、路面的動摩擦因數(shù)最小時(shí)對應(yīng)的行駛距離為安全距離。v120 km/h33.3 m/s，在反應(yīng)時(shí)間t0.6 s內(nèi)，汽車向前行駛的距離x1vt20 m；由汽車在高速公路上剎車后做勻減速直線運(yùn)動知，mgma，則a3.2 m/s2，剎車距離為x2173 m，所以xx1x2193 m，最接近于B，