内容正文:
第二讲 牛顿第二定律及其应用
第1课时 牛顿第二定律(系统知能课)
|纲举目张|·|精要回顾|
[微点判断]
(1)物体加速度的方向一定与物体所受合外力方向相同。(√)
(2)质量越大的物体,加速度越小。(×)
(3)物体的质量与加速度成反比。(×)
(4)物体受到外力作用,立即产生加速度。(√)
(5)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。(×)
(6)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。(√)
(7)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。(√)
(8)根据物体处于超重或失重状态,可以判断物体运动的速度方向。(×)
(9)物体处于超重或失重状态,完全由物体加速度的方向决定,与速度方向无关。(√)
(10)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。(×)
(11)力的单位牛顿,简称牛,属于导出单位。(√)
|关键知能|·|升维学习|
逐点清(一) 牛顿第二定律(基础点速过)
对牛顿第二定律的理解
1.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是( )
A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比
B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度
C.物体加速度的大小与所受作用力中任一个的大小成正比
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比
解析:选D 根据牛顿第二定律a=可知,物体的加速度与速度无关,A错误;即使合力很小,也能使
物体产生加速度,B错误;物体加速度的大小与物体所受的合力成正比,C错误;当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,由牛顿第二定律可知,物体的水平加速度与质量成反比,D正确。
合力、加速度、速度之间的关系
2.(2023·佛山模拟)下列关于速度、加速度、合外力之间的关系,正确的是( )
A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大
B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0
C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大
D.物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力一定不为0
解析:选C 速度和加速度无必然的联系,则物体的速度越大,加速度不一定越大,所受的合外力也不一定越大,A错误;物体的速度为0,加速度不一定为0,所受的合外力也不一定为0,B错误;物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大,C正确;物体的速度很大,但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0,D错误。
牛顿第二定律的简单应用
3.(2022·全国乙卷)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时,它们加速度的大小均为( )
A. B.
C. D.
解析:选A 当两球运动至二者相距L时,如图所示,由几何关系可知sin θ=,设绳子拉力为T,水平方向有2Tcos θ=F,解得T=F。对任意小球由牛顿第二定律可得T=ma,解得a=,故A正确,B、C、D错误。
1.牛顿第二定律的五个特性
2.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。
3.物体运动性质分析的三点提醒
(1)分析物体的运动性质,要从受力分析入手,先求合力,然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化。
(2)速度增大或减小取决于加速度和速度方向间的关系,和加速度的大小没有关系。
(3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力,与物体的速度没有关系。
逐点清(二) 牛顿第二定律的瞬时性问题(迷盲点精研)
类型一 弹力能瞬间改变的情形
1.[轻绳连接](多选)如图所示,质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是( )
A.在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变
B.在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ
C.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为
D.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin θ
解析:选BC 据题意,在AC剪断前有:TBC=,AC剪断后有:TBC′=mgcos θ,且mgsin θ=ma,所以A错误,B正确;在BC剪断前:TAC=mgtan θ,BC剪断之后根据橡皮筋弹力瞬间保持原值的特性,有:TAC′=TAC=mgtan θ,其合力为F合=,所以有F合2=m2g2(1+tan2 θ)=,则加速度为a==,所以C正确,D错误。
2.[轻杆连接]两个质量