第22讲 牛顿第二定律-【鼎力暑假】2023年暑假新高一物理初高中衔接精编导学练

第22讲 牛顿第二定律 一、牛顿第二定律及其表达式 1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2.表达式：F＝kma，k是比例系数，F是物体所受的合力。 3.比例系数k的意义：F＝kma中k的数值由F、m、a三个物理量的单位共同决定，若三量都取国际单位，则k＝1，所以牛顿第二定律的表达式可写成F＝ma。 4.力的单位：牛顿，符号是N。 5.1 N的物理意义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，称为1 N，即1 N＝1__kg·m/s2。 6.牛顿第二定律的五个性质 (1)因果性：力是使物体产生加速度的原因 (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，应用时应先规定正方向。 (3)瞬时性：合力与加速度具有瞬时对应关系。 (4)同一性：合力与加速度对应同一研究对象。 (5)独立性：作用于物体上的每一个力各自产生加速度，F1＝ma1，F2＝ma2…而物体的实际加速度则是每个加速度的矢量和，合力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，如Fx＝max，Fy＝may。 【例1】物体的加速度有两个表达式a=和a=，关于这两个表达式，下列说法不正确的是（　　） A．由a=可知a与△v成正比，与△t成反比 B．由a=可知a与F成正比，与m 成反比 C．前一式表示a是描述速度变化的快慢，后一式表明a由F与m共同决定的 D．两式均为矢量式，前一式中a与△v方向相同，后一式中a与F方向相同 二、应用牛顿第二定律解题 1.解题的步骤 2.“求合力列方程”的两种方法 (1)合成法：首先确定研究对象，画出受力示意图，当物体只受两个力作用时，利用平行四边形定则在加速度方向上直接求出合力，再列牛顿第二定律方程求解。 (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法沿加速度a的方向建立坐标轴如x轴，则有；有些题目可以通过分解加速度从而减少分解力甚至不分解力，即。 【例2】水平路面上有一货车运载着5个相同的、质量均为m的光滑均质圆柱形工件，其中4个恰好占据车厢底部，另有一个工件D置于工件A、B之间（如图所示），重力加速度为g。汽车以某一加速度向左运动时，工件A与D之间恰好没有作用力，此时工件D与B间的作用力大小为（　　）    A． B． C． D． 1．一火车沿图示速度（v）方向在直轨道上行驶，一瓶水静止在车厢内水平桌面上，图示为火车运动过程中瓶内水面的两次形状，则（　　）    A．图a反映火车在匀速运动，图b反映火车在减速运动 B．图a反映火车在匀速运动，图b反映火车在加速运动 C．图a反映火车在加速运动，图b反映火车在减速运动 D．图a反映火车在减速运动，图b反映火车在匀速运动 2．在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，当升降机静止时，弹簧伸长4 cm.当升降机运动时弹簧伸长2 cm，若弹簧秤质量不计，则升降机的运动情况可能是（　　）    A．以1 m/s2的加速度减速上升 B．以4.9 m/s2的加速度减速上升 C．以1 m/s2的加速度加速上升 D．以4.9 m/s2的加速度加速上升 3．如图所示，用细线将一个质量为m的小球悬挂在车顶，车厢底板上放一个质量为M的木块，车厢底板与木块间的动摩擦因数为。当小车沿水平面直线运动时，小球细线偏离竖直方向角度为，木块和车厢保持相对静止，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A．汽车可能向右匀减速运动 B．汽车的加速度大小为 C．细线对小球的拉力大小为 D．木块受到的摩擦力大小为 4．如图所示，质量为m的物体放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体在方向与水平面成斜向下、大小为F的推力作用下，从静止开始运动，则物体的加速度为（       ） A． B． C． D． 5．蹦极是一项刺激的极限运动。如图所示，质量为m的体验者将一根原长为L的弹性绳系在身上，另一端固定在足够高的平台。体验者从平台处由静止落下，在同一竖直线上反复起落。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．体验者下落高度为L时加速度为零 B．弹簧端在整个过程中最大拉力为mg C．体验者在下落过程中先做匀加速运动后做匀减速运动 D．体验者弹起的最大高度不能到达平台处 6．我国“神舟十号”载人航天工程首次开设“太空课堂”，其课堂内容涵盖了物理、化学、生物等多个方面。一次授课中，女航天员王亚平向学生展示了如何在太空失重环境中称量物体质量，“太空老师”王亚平利用牛顿第二定律来测物体质量的原理如图所示。在太空舱中将标准物体与待测物体紧靠在一起，施加一水平推力后，在观测时间内，标准物体和待测物体的速度变化是2m/s。若已知标准物体的质量为5.0kg，则待测物体的质量为（　　） A．5.0kg B．10.0kg C．15.0kg D．20.0kg 7．如图