4.3 牛顿第二定律-2022-2023学年高一物理上学期同步学案+典例+练习（人教版2019必修第一册）

4.3 牛顿第二定律 基础知识梳理 一、牛顿第二定律的表达式 1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ，跟它的质量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 ． 2．表达式F＝kma，其中力F指的是物体所受的 ． 二、力的单位 1．力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. 2．“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的 的力叫作1 N，即1 N＝1_kg·m/s2. 3．在质量的单位取kg，加速度的单位取 ，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma. 典型例题分析 考点一：牛顿第二定律的简单应用 【例1】某人质量为M，站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀加速运动，加速度大小为a，如图所示，以下说法正确的是（　　） A．人受到竖直向上的支持力的作用，大小等于Mg B．人受到水平向右的摩擦力的作用，大小等于Ma C．人受到的合外力为零 D．人受到的合外力方向与加速度方向相同，大小等于Ma 【变式练习】 1．某同学想利用所学力学知识研究地铁列车的运动情况，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁列车车厢里竖直扶手上。在地铁列车运动的某段过程中，他观察到细绳偏离了竖直方向，并相对车厢保持静止。他用手机拍摄了当时情景，如图所示，拍摄方向跟地铁列车运动方向垂直。根据这张照片，你能推断出这段过程中地铁列车（　　） A．向左运动 B．向右运动 C．加速度向左 D．加速度向右 2．加速度是一个重要的物理量，关于对加速度的理解下列说法正确的是（　　） A．物体的加速度为零时速度可能不为零，此时物体可能不是平衡状态 B．如果物体的加速度为零，物体一定处于平衡状态 C．如果物体处于平衡状态，速度可能为零，但加速度可能不为零 D．如果物体的加速度不为零，物体也可能处于平衡状态 考点二：利用牛顿第二定律分析动态过程 【例2】弹簧的一端固定在墙上，另一端系一质量为m的木块，弹簧为自然长度时木块位于水平地面上的O点，如图所示。现将木块从O点向右拉开一段距离L后由静止释放，木块在粗糙水平面上先向左运动，然后又向右运动，往复运动直至静止。已知弹簧始终在弹性限度内，且弹簧第一次恢复原长时木块的速率为，则（       ） A．木块第一次向左运动经过O点时速率最大 B．木块最终停在O点 C．整个运动过程中木块速率为的时刻只有一个 D．整个运动过程中木块速率为的时刻只有两个 【变式练习】 1．“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。近几年，越来越受到年轻人的喜欢。如图所示，某人身系弹性绳自高空P点自由下落，a点是弹性绳为原长时人的位置，b点是人静止悬吊时的位置，c点是人所到达的最低点，且ab<bc。假设弹性绳产生的弹力与伸长量之间的关系遵循胡克定律，不计空气阻力，人可视为质点。则人从P点落下运动到c点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从a到c点，人处于超重状态 B．在a点，人的速度最大 C．在c点，人的加速度为零 D．从a到c点，人的加速度先减小后增加 2．如图所示，在水平桌面上推物体压缩一个原长为L0的轻弹簧。桌面与物体之间有摩擦，放手后物体被弹簧弹开，则（　　） A．物体与弹簧分离时加速度等于零，以后开始做匀减速运动 B．弹簧恢复到原长L0时物体的速度最大 C．弹簧恢复到原长L0以前一直做加速度越来越小的变加速运动 D．弹簧恢复到原长L0以前的某一时刻物体已经达到最大速度 考点三：牛顿第二定律求瞬时突变问题 【例3】如图所示，天花板上用细绳吊起用轻弹簧相连的两个小球A、B，它们的质量分别是m、，两小球均保持静止。已知重力加速度为g。当突然剪断细绳时，小球A与小球B的加速度大小分别为（　　） A．0、 B．g、g C．、0 D．、0 【变式练习】 1．如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（　　） A．两图中两球加速度均为gsinθ B．两图中A球的加速度均为0 C．图乙中轻杆的作用力一定不为0 D．图甲中B球的加速度是图乙中B球的加速度的2倍 2．如图示，一根轻质弹簧固定在天花板上，下端系着质量为m的物体A，A的下面再用细绳挂另一质量也为m的物体B。平衡时将绳剪断，在此瞬间，A和B的加速度大小分别等于（　　） A．aA=0，aB=g B．aA=g，aB=0 C．aA=2g，aB=g D．aA=g，aB=g 方法探究 一、对牛顿第二定律的理解 1．对牛顿第二定律的理解 (1)a＝是加速度的决定式，该式揭示了加速度的大小取决于物体所受