2024年初升高物理無(wú)憂(yōu)銜接銜接點(diǎn)22 牛頓第二定律（解析版）

銜接點(diǎn)22牛頓第二定律課程標(biāo)準(zhǔn)初中無(wú)高中1.掌握牛頓第二定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式。2.理解公式中各物理量的意義及相互因果關(guān)系。3.會(huì)用牛頓第二定律公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。初中物理高中物理異同點(diǎn)無(wú)牛頓第二定律無(wú)初中物理無(wú)此內(nèi)容。知識(shí)點(diǎn)一牛頓第二定律及其表達(dá)式1.內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2.表達(dá)式：F＝kma，k是比例系數(shù)，F(xiàn)是物體所受的合力。3.比例系數(shù)k的意義：F＝kma中k的數(shù)值由F、m、a三個(gè)物理量的單位共同決定，若三量都取國(guó)際單位，則k＝1，所以牛頓第二定律的表達(dá)式可寫(xiě)成F＝ma。4.力的單位：牛頓，符號(hào)是N。5.1N的物理意義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力，稱(chēng)為1N，即1N＝1__kg·m/s2。6.牛頓第二定律的五個(gè)性質(zhì)(1)因果性：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因(2)矢量性：F＝ma是一個(gè)矢量式，應(yīng)用時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。(3)瞬時(shí)性：合力與加速度具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。(4)同一性：合力與加速度對(duì)應(yīng)同一研究對(duì)象。(5)獨(dú)立性：作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生加速度，F(xiàn)1＝ma1，F(xiàn)2＝ma2…而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)加速度的矢量和，合力和加速度在各個(gè)方向上的分量也遵從牛頓第二定律，如Fx＝max，F(xiàn)y＝may。知識(shí)點(diǎn)二應(yīng)用牛頓第二定律解題1.解題的步驟2.“求合力列方程”的兩種方法(1)合成法：首先確定研究對(duì)象，畫(huà)出受力示意圖，當(dāng)物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，利用平行四邊形定則在加速度方向上直接求出合力，再列牛頓第二定律方程求解。(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法沿加速度a的方向建立坐標(biāo)軸如x軸，則有eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝ma,Fy＝0))；有些題目可以通過(guò)分解加速度從而減少分解力甚至不分解力，即eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝max,Fy＝may))。如圖所示是賽車(chē)，車(chē)身結(jié)構(gòu)一般采用碳纖維等材料進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，比一般小汽車(chē)的質(zhì)量小得多，你知道為什么要使賽車(chē)具備質(zhì)量小、動(dòng)力大兩個(gè)特點(diǎn)嗎？提示：賽車(chē)的質(zhì)量小，動(dòng)力大可以使賽車(chē)提速非?？?加速度大)?！纠?】下列對(duì)牛頓第二定律的理解錯(cuò)誤的是（）A．在F=kma中，k的數(shù)值由F、m、a的單位決定B．牛頓第二定律說(shuō)明當(dāng)物體有加速度時(shí)，物體才受到外力的作用C．加速度的方向總跟合外力的方向一致D．當(dāng)合外力為零時(shí)，加速度為零【答案】B【詳解】A．在F=kma中，當(dāng)質(zhì)量的單位為kg、加速度的單位為m/s2、合外力的單位為N，此時(shí)k=1，故A正確；BCD．在牛頓第二定律中，加速度與合外力之間存在著因果關(guān)系，合外力是產(chǎn)生加速度的原因，且加速度的方向與合外力的方向一致，當(dāng)合外力為零時(shí)，加速度也為零，故B錯(cuò)誤，C和D正確。故選B?！纠?】如圖所示，質(zhì)量的物體在水平面上向左運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，與此同時(shí)物體受到一個(gè)水平向右的推力的作用。則物體的加速度是（g?。?/p>

）A．0 B．，水平向右C．，水平向左 D．，水平向右【答案】D【詳解】物體受到的滑動(dòng)摩擦力方向水平向右，根據(jù)牛頓第二定律可得解得加速度大小為方向水平向右。故選D。1．從牛頓第二定律可知（）A．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越快，受到的合力也越大B．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越小，受到的合外力也越小C．物體的質(zhì)量與它所受到合外力成正比，跟它的加速度成反比D．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，受到的合外力也越大【答案】A【詳解】A．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越快，加速度越大，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體受到的合力也越大，故A正確；B．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度變化越小，加速度不一定越小，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體受到的合外力不一定越小，故B錯(cuò)誤；C．物體的質(zhì)量與物體本身有關(guān)，與所受到合外力、物體的加速度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．同一物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，加速度不一定越大，根據(jù)牛頓第二定律可知，物體受到的合外力不一定越大，故D錯(cuò)誤。故選A。2．關(guān)于牛頓第二定律，下列說(shuō)法正確的是（）A．根據(jù)公式可知，物體所受的合外力跟其運(yùn)動(dòng)的加速度成正比B．根據(jù)可知，物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比C．根據(jù)可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比D．根據(jù)可知，物體的加速度大小與其所受合外力成正比【答案】D【詳解】A.力是產(chǎn)生加速度的原因，故不能說(shuō)物體所受的合外力跟其運(yùn)動(dòng)的加速度成正比，故A錯(cuò)誤；BC.質(zhì)量是物體的固有屬性，物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)的加速度和所受合外力無(wú)關(guān)，故BC錯(cuò)誤；D.是加速度的決定式，物體的加速度大小與其所受合外力成正比，與物體質(zhì)量成反比，故D正確。故選D。3．一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體，在5個(gè)共點(diǎn)力作用下保持平衡，現(xiàn)同時(shí)撤銷(xiāo)大小分別為15N和10N的兩個(gè)力，其余的力保持不變，此時(shí)該物體的加速度大小可能是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】剩下的力的合力與撤去的力的合力等大反向，15N和10N兩個(gè)力的合力范圍為[5N，25N]，則剩余力的合力范圍為[5N，25N]，根據(jù)牛頓第二定律有知加速度的范圍為[2.5m/s2，12.5m/s2]，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。4．如圖所示，一顧客乘扶梯上樓，隨電梯一起加速運(yùn)動(dòng)。在這一過(guò)程中，關(guān)于顧客的受力分析正確的是（）A．B．C． D．【答案】C【詳解】而當(dāng)扶梯加速上升時(shí)，在豎直方向，人受重力、支持力；接觸面水平，摩擦力沿水平方向，將加速度分解可知，物體應(yīng)有水平向右的加速度，所以在水平方向，扶梯應(yīng)對(duì)人有平行于接觸面向前的摩擦力。故選C。5．如圖所示，位于水平地面上質(zhì)量為m的小物體，t1時(shí)刻在大小為F，方向與水平方向成角的拉力作用下，沿水平面作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物塊的加速度為（）

A． B．C． D．【答案】B【詳解】豎直方向由平衡條件可得水平方向由牛頓第二定律可得聯(lián)立解得故選B。6．如圖所示，一輛裝滿(mǎn)石塊的貨車(chē)在平直道路上勻加速前進(jìn)。貨箱中石塊A的質(zhì)量為m，重力加速度為g，已知周?chē)c石塊A接觸的物體對(duì)它的作用力的合力為F，則貨車(chē)的加速度大小為（）A． B． C． D．無(wú)法確定【答案】C【詳解】已知周?chē)c石塊A接觸的物體對(duì)它的作用力的合力為F，由題意可知石塊A所受合外力為石塊的加速度為火車(chē)的加速度也為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。7．如圖，一輕彈簧的左端固定在墻壁上，右端連接一個(gè)小球，小球放置在光滑水平地面上。彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，小球在位置O。將小球拉至位置A后由靜止釋放。釋放后，小球從A第一次運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中下列各示意圖中正確反映小球速度v隨時(shí)間t變化關(guān)系的是（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】由受力分析可知，小球從A第一次運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中，受水平向左的彈簧彈力作用而加速運(yùn)動(dòng)，彈力逐漸減小，所以加速度逐漸減小，速度增加的越來(lái)越慢。故選A。8．在升降機(jī)中掛一個(gè)彈簧秤，下吊一個(gè)小球，當(dāng)升降機(jī)靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)4cm.當(dāng)升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)2cm，若彈簧秤質(zhì)量不計(jì)，則升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況可能是（）

A．以1m/s2的加速度減速上升B．以4.9m/s2的加速度減速上升C．以1m/s2的加速度加速上升D．以4.9m/s2的加速度加速上升【答案】B【詳解】升降機(jī)靜止時(shí)，對(duì)小球有kx1=mg當(dāng)升降機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球所受合力豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律有mg－kx2=ma解得a=4.9m/s2，方向豎直向下故升降機(jī)以4.9m/s2的加速度減速上升或加速下降。故選B。9．如圖所示，固定在小車(chē)上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，重力加速度為g，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是（）A．小車(chē)靜止時(shí)，，方向沿桿向上B．小車(chē)靜止時(shí)，，方向垂直于桿向上C．小車(chē)向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有D．小車(chē)向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，，方向斜向左上方【答案】D【詳解】AB．車(chē)靜止時(shí)，對(duì)小球根據(jù)平衡條件可知方向豎直向上，故AB錯(cuò)誤；C．小車(chē)向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與mg的合力水平向右，且大小為ma，因?yàn)椴灰欢ǖ扔?，所以F不一定沿桿方向，則F不一定等于，故C錯(cuò)誤；D．小車(chē)向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)的水平分力向左，且大小等于ma，F(xiàn)的豎直分力向上，且大小等于mg，則根據(jù)力的合成可得方向斜向左上方，故D正確。故選D。10．如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端自由伸長(zhǎng)時(shí)恰好到達(dá)O點(diǎn)，將質(zhì)量為m（視為質(zhì)點(diǎn)）的物體P與彈簧連接，并將彈簧壓縮到A由靜止釋放物體后，物體將沿水平面運(yùn)動(dòng)。若物體與水平面的摩擦力不能忽略，則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中正確的是（）

A．從A到O速度先增大后減小，從O到B速度不斷減小B．從A到O速度不斷增大，從O到B速度不斷減小C．從A到O加速度不斷減小，從O到B加速度先減小后增大D．從A到O加速度不斷減小，從O到B加速度不斷增大【答案】A【詳解】AB．從A到O物塊受合力先減小后反向增加，所以速度先加速后減速，從O到B受到的合外力始終朝左，所以速度不斷減小。故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．從A到O加速度先減小后增加，從O到B加速度一直增加，故選項(xiàng)CD錯(cuò)誤，故選A。11．如圖所示，四個(gè)質(zhì)量均為m的小球，A、C用輕繩和天花板連接，A、B間使用輕質(zhì)繩連接，C、D間使用輕質(zhì)彈簧連接，均處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)突然迅速剪斷輕繩，，在剪斷輕繩的瞬間，設(shè)小球A、B、C、D的加速度分別用、、、表示，則下列說(shuō)法正確的是（

）

A．，，， B．，，，C．，，， D．，，，【答案】D【詳解】由于繩子張力可以突變，故剪斷后小球A、B只受重力，一起做自由落體運(yùn)動(dòng)，其加速度；由于彈簧彈力不能突變，故剪斷輕繩的瞬間，小球C所受合力為，小球D所受合力為零，所以小球C、D的加速度分別為，。故選D。12．如圖所示，一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上，另一端連著A小球，同時(shí)水平細(xì)線一端連著A球，另一端固定在右側(cè)豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端。開(kāi)始時(shí)A、B兩球都靜止不動(dòng)，A、B兩小球的質(zhì)量相