資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
人教版（2019）物理必修一同步學習筆記：4.3牛頓第二定律
一、對牛頓第二定律的理解
1．對表達式F＝ma的理解
(1)F的含義：
①F是合力時，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；
②F是某個分力時，加速度a是該分力產生的加速度．
(2)單位統一：表達式中F、m、a三個物理量的單位必須都用國際制單位．
2．牛頓第二定律的四個性質
(1)因果性：力是產生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度．
(2)矢量性：F＝ma是一個矢量式．物體的加速度方向由它所受的合力方向決定，且總與合力的方向相同．
(3)瞬時性：加速度與合力是瞬時對應關系，同時產生，同時變化，同時消失．
(4)獨立性：作用在物體上的每一個力都產生加速度，物體的實際加速度是這些加速度的矢量和．
二、牛頓第二定律的簡單應用
1．應用牛頓第二定律解題的一般步驟
(1)確定研究對象．
(2)進行受力分析和運動狀態分析，畫出受力分析圖，明確運動性質和運動過程．
(3)求出合力或加速度．
(4)根據牛頓第二定律列方程求解．
2．應用牛頓第二定律解題的方法
(1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應用平行四邊形定則求這兩個力的合力，物體所受合力的方向即加速度的方向．
(2)正交分解法：當物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體所受的合力．
①建立直角坐標系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0(或Fx＝0，Fy＝ma)．
②特殊情況下，若物體的受力都在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標軸建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據牛頓第二定律列方程求解．
考點一　對牛頓第二定律的理解
1．關于牛頓第二定律的下列說法中，正確的是（　?。?br/>A．物體加速度的大小由物體的質量和所受合力大小決定，與物體的速度大小無關
B．物體的加速度的方向不僅與它所受合力的方向有關，且與速度方向有關
C．物體的加速度方向與速度方向總是相同的
D．一旦物體所受合力為零則物體的加速度和速度立即變為零
【詳解】A．物體加速度的大小由物體質量和所受合力大小決定，與物體的速度大小無關，故A正確；
B．根據牛頓第二定律知，物體的加速度的方向與所受合力的方向一致，與速度方向無關，故B錯誤；
C．物體加速度方向與速度方向無關，可以相同，可以不同，也可以成一夾角，故C錯誤；
D．一旦物體所受合力為零，則物體的加速度立即變為零，速度保持不變，故D錯誤。
故選A。
考點二　牛頓第二定律的簡單應用
2．如圖所示，站在向左運行的汽車上的人與車保持相對靜止，用手推車的力為F，腳對車向后的摩擦力為f。下列說法中正確的是（　　）
A．當車做勻速運動時，F＝f
B．當車做加速運動時，F>f
C．當車做減速運動時，F＜f
D．不管車做何種運動，總是F與f等大反向
【詳解】A．人受車對其向右的彈力F′和向左的靜摩擦力f′，根據牛頓第三定律，有
，
當車做勻速運動時，人也是勻速前進，則
故A正確；
B．當車做加速運動時，人也是加速前進，則
即
故B錯誤；
C．當車做減速運動時，人也是減速前進，則
即
故C錯誤；
D．只有當車做勻速直線運動時，F與f等大反向，故D錯誤。
故選A。
3．關于力和物體運動的關系，下列說法正確的是（　　）
A．物體受到的合外力越大，速度的改變量就越大
B．物體受到的合外力不變（F合≠0）物體的速度仍會改變
C．物體受到的合外力改變，速度的大小就一定改變
D．物體受到的合外力不變，其運動狀態就不會改變
4．由牛頓第二定律表達式F = ma可知（ ）
A．質量m與合外力F成正比，與加速度a成反比 B．合外力F與質量m和加速度a都成正比
C．加速度的方向總跟合外力的方向一致 D．當外力停止作用時，加速度不會消失
5．下列關于速度、加速度、合外力之間的關系，正確的是（ ）
A．物體的速度越大，則加速度越大，所受的合外力也越大
B．物體的速度為0，則加速度為0，所受的合外力也為0
C．物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大
D．物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力一定不為0
6．如圖所示，手推車的籃子里裝有一籃球，籃子底面平行于斜面且與靠近女孩的右側面垂直。女孩把手推車沿斜面向上推動，不計一切摩擦，下列說法正確的是（　　）
A．若車沿斜面向上做勻速運動，籃子右側面對球沒有支持力
B．若車沿斜面向上做勻速運動，籃子右側面對球的支持力大于重力
C．若車沿斜面向上做加速運動，籃子對車的作用力豎直向上
D．若車沿斜面向上做加速運動，籃子對車的作用力大于重力
7．如圖所示，一根彈簧一端固定在左側豎直墻上，另一端連著A小球，同時水平細線一端連著A球，另一端固定在右側豎直墻上，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。開始時A、B兩球都靜止不動，A、B兩小球的質量相等，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在水平細線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為（　　）
A．aA=aB=g B． aA=2g，aB=0
C．aA=3g，aB=0 D．，aB=0
8．如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質量為m的小球，下列關于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（　?。?br/>A．小車靜止時，F=mgsinθ，方向沿桿向上
B．小車靜止時，F=mgcosθ，方向垂直桿向上
C．小車向右以加速度a運動時，一定有
D．小車向左以加速度a運動時，，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角α滿足
9．如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點并系住質量為m的物體。現將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體可以一直運動到B點。如果物體受到的阻力恒定，則（ ）
A．物體從A到O一直做加速運動
B．物體運動到O點時，所受合力為零
C．物體從A到O先加速后減速，從O到B做減速運動
D．物體從A到O的過程中，加速度逐漸減小
10．如圖所示，物體靜止在粗糙斜面上，對物體施加一水平推力F，推力F由0逐漸增大，若物體和斜面始終保持靜止狀態，則（　　）
A．斜面對物體的靜摩擦力一定減小
B．斜面對物體的靜摩擦力方向始終沿斜面向上
C．水平面對斜面的支持力逐漸增大
D．水平面對斜面的靜摩擦力一定增大
11．將一質量不計的光滑桿傾斜地固定在水平面上，如圖甲所示，現在桿上套一光滑的小球，小球在一沿桿向上的拉力F的作用下沿桿向上運動。該過程中小球所受的拉力以及小球的速度隨時間變化的規律如圖乙、丙所示，g取10m/s2，下列說法正確的是（　?。?br/>A．在2~4s內小球的加速度大小為1m/s2 B．小球在0~4s內的位移為5m
C．桿的傾角為37° D．小球質量為1kg
12．如圖所示，某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行，在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面，斜面上放一個質量為m的小物塊，小物塊相對斜面靜止（設纜車保持豎直狀態運行）。則（　　）
A．小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下 B．小物塊受到的合力大小為ma
C．小物塊受到的靜摩擦力大小為 D．小物塊受到斜面的彈力大小
13．如圖甲、乙所示，兩個物塊1和物塊2之間用輕繩，分別用輕繩和輕彈簧懸掛在天花板上并保持靜止，已知物塊2的質量為物塊1的質量的2倍、重力加速度為g。下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲中，剪斷懸掛物塊1的細繩瞬間，物塊1加速度大小為g
B．圖甲中，剪斷懸掛物塊1的細繩瞬間，物塊2加速度大小為g
C．圖乙中，剪斷懸掛物塊2的細繩瞬間，物塊1加速度大小為g
D．圖乙中，剪斷懸掛物塊2的細繩瞬間，物塊2加速度大小為g
14．金屬球用細繩掛在車廂內，并相對于車靜止，位置如圖所示。下列選項中能使球突然從如左下圖位置變成如右下圖位置的是（　?。?br/>A．車向西起動或加速
B．車向西直線運動時減速
C．車向東直線運動時減速
D．車向東直線運動時加速
15．如圖所示，一小球自空中自由落下，與正下方的勁度系數為k的直立輕質彈簧接觸，直至速度為零的過程中，關于小球運動狀態的下列描述中，正確的是（　　）
A．小球的加速度先增大后減小 B．小球的速度先增大后減小
C．小球速度最大時彈簧形變量為 D．接觸后，小球速度最大時加速度為零
3．B
【詳解】A．根據牛頓第二定律可知，物體受到合外力越大，加速度越大，速度變化越快，由于時間不確定，變化量無法判斷，故A錯誤；
BD．物體受到的合外力不變（F合≠0），其運動狀態一定發生改變，速度一定發生變化，故B正確，D錯誤；
C．物體受到的合外力改變，若只是方向改變而大小不變，速度大小可以不變即勻速圓周運動，故C錯誤。
故選D。
4．C
【詳解】A．物體質量是物體的固有屬性，不隨外界條件的變化而變化，A錯誤；
B．合外力F與質量m和加速度都無關，B錯誤；
C．物體的加速度的方向總是跟它所受合外力的方向一致，C正確；
D．合外力與加速度具有同時性，則物體所受的的合外力F改變時，物體的加速度a一定馬上改變，D錯誤。
故選C。
5．C
【詳解】A．速度和加速度無必然的聯系，則物體的速度越大，加速度不一定越大，所受的合外力也不一定也越大，A錯誤；
B．物體的速度為0，加速度不一定為0，所受的合外力也不一定為0，例如自由落體運動剛開始的時候，B錯誤；
C．物體的速度為0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，例如火箭將要發射時，C正確；
D．物體的速度很大，但加速度可能為0，所受的合外力也可能為0，例如高速飛行的子彈，D錯誤。
故選C。
6．D
【詳解】AB．對球進行受力分析如圖所示
令斜面的傾角為θ，若車沿斜面向上做勻速運動，籃子右側面對球有支持力作用，根據平衡條件可知支持力為
AB錯誤；
CD．若車沿斜面向上做加速運動，根據分析有
籃子對車的作用力為底面與右側面支持力的合力，即方向偏向左上方，大小為
C錯誤，D正確。
故選D。
7．D
【詳解】設兩個小球的質量都為m，以AB球整體作為研究對象，A處于靜止狀態受力平衡，由平衡條件得細線拉力
剪斷細線瞬間彈簧的彈力沒有變化，A球受到的合力與原來細線的拉力大小相等，方向相反，由牛頓第二定律得
B球的受力情況不變，則加速度仍為0。
故選D。
8．D
【詳解】
AB．小車靜止時，球受到重力和桿的彈力作用，由平衡條件可得桿對球的作用力
方向豎直向上，故AB錯誤；
C．小車向右以加速度 a運動時，如圖甲所示，只有當
時，才有
故C錯誤；
D．小車向左以加速度 a運動時，根據牛頓第二定律可知小球受到的合力水平向左，如圖乙所示，則桿對球的作用力
方向斜向左上方，與豎直方向的夾角滿足
故D正確。
故選D。
9．C
【詳解】A．物體從A點到O點過程，彈力逐漸減為零，剛開始彈簧的彈力大于摩擦力，合力向右，加速度也向右，速度也向右，物體加速，后來彈力小于摩擦力，合力向左，速度向右，物體減速，即物體先加速后減速，A錯誤；
B．物體運動到O點時，彈簧的彈力為零，而滑動摩擦力不為零，則物體所受合力不為零，B錯誤；
C．物體從A到O先加速后減速，從O到B的過程中物體一直受到向左的彈力與向左的阻力，所以物體一直做減速運動，C正確；
D．根據選項A分析可知，物體從A點至O點先做加速度不斷減小的加速運動，后做加速度不斷增大的減速運動，D錯誤。
故選C。
10．D
【詳解】AB．對物體受力分析并分解如圖所示
未畫上f，分情況討論f的情況：開始時物體處于靜止狀態，故重力的下滑分量大小一定等于靜摩擦力
f=0，F增大，f增大；
f沿斜面向下，F增大，f增大；
f沿斜面向上，F增大，f先變小后變大。由于推力F從零開始增加，故靜摩擦力一定是先減小后增大，方向先沿斜面向下后沿斜面向上，故AB錯誤；
CD．把物體和斜面看成一個整體，在豎直方向
地面對斜面體的支持力N不變；在水平方向，地面對斜面體的摩擦力與F平衡，有
F增大，增大，故C錯誤D正確。
故選D。
11．BD
【詳解】A．v-t圖線的斜率表示物體運動的加速度，由圖丙可得，2~4s內小球的加速度大小為
故A錯誤；
B．v-t圖線與橫軸所圍成的區域的面積表示物體發生的位移，則
故B正確；
CD．由圖可知，0~2s內小球沿斜面向上做勻速直線運動，則
2~4s內小球沿斜面向上做勻加速直線運動，則
聯立解得
，
故C錯誤，D正確。
故選BD。
12．BC
【詳解】A．小物塊斜向上做加速運動，故合力沿斜面向上，故摩擦力方向沿斜面向上，故A錯誤；
B．根據牛頓第二定律可知，小物塊受到的合力大小為ma，故B正確；
CD．對小物塊受力分析得
解得
，
故C正確，D錯誤。
故選BC。
13．ABD
【詳解】AB．剪斷繩子瞬間，整體受力分析可知，物塊12只受重力，則加速度為，故AB正確；
CD．剪斷繩子前，整體受力分析得
剪斷繩子后彈簧彈力不變，對1受力分析可得
解得
對2受力分析可知，只受重力，加速度為，故C錯誤，D正確。
故選ABD。
14．AC
【詳解】對小球受力分析，可知小球受重力及向左偏的細繩的拉力，由題意可知小球所受合外力一定在水平方向，則可知細繩的拉力與重力的合力一定水平向左，根據牛頓第二定律可知小球的加速度方向一定水平向左，即向西；則：車若向西運動，一定是向西起動或加速，車若向東運動，則向東減速，故AC正確，BD錯誤。
故選AC。
15．BD
【詳解】從小球下落到與彈簧接觸開始，一直到小球速度為零的過程中，小球受豎直向下的重力和彈簧對小球豎直向上的彈力，開始時彈簧的彈力小于重力，小球受到的合力向下，加速度向下，速度也向下，做加速運動；隨著彈簧壓縮量的增大，彈簧彈力增大，合力
F合=mg-T
越來越小，加速度越來越小，做加速度減小的加速運動，當彈簧彈力等于小球重力時
mg=kx
即
合力為零，加速度為零，速度達到最大值；之后彈簧彈力大于小球重力，合力向上，加速度向上，速度向下，做減速運動；隨著彈簧壓縮量的增大，彈簧彈力增大，合力
F合=T-mg
越來越大，加速度越來越大，做加速度增大的減速運動直至速度為零到達壓縮最大之處。故BD正確。
故選BD。
知識梳理
考點歸納
鞏固練習
參考答案
試卷第1頁，共3頁
試卷第3頁，共12頁

展開更多......

收起↑