第03讲 牛顿第二定律-2023-2024学年高一物理《考点•题型 •技巧》精讲与精练高分突破系列(人教版（2019）必修第一册)

第03讲：牛顿第二定律 一：知识精讲归纳 考点一、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，其中力F指的是物体所受的合力． 考点二、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的加速度的力叫作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m/s2，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. 大重点：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的合力大小及物体的质量，加速度的方向取决于物体所受的合力的方向． (2)a＝是加速度的定义式，但加速度的大小与速度变化量及所用的时间无关． (3)公式F＝ma，单位要统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位． (4)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个分力，加速度a为该力产生的分加速度． 2．牛顿第二定律的四个性质 (1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度． (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同． (3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失． (4)独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和． 3、合力、加速度、速度的关系 1．力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果．只要物体所受的合力不为零，就会产生加速度．加速度与合力方向是相同的，大小与合力成正比(物体质量一定时)． 2．力与速度无因果关系：合力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角．合力方向与速度方向相同时，物体做加速运动，相反时物体做减速运动． 4、牛顿第二定律的简单应用 1．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 (1)确定研究对象． (2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程． (3)求出合力或加速度． (4)根据牛顿第二定律列方程求解． 2．应用牛顿第二定律解题的方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合力的方向即加速度的方向． (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合力． ①建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0(或Fx＝0，Fy＝ma)． ②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程求解． 二：考点题型归纳 题型一：牛顿第二定律的定义理解 1．（2023秋·上海普陀·高一校考期末）从牛顿第二定律可知（　　） A．同一物体的运动速度变化越快，受到的合力也越大 B．同一物体的运动速度变化越小，受到的合外力也越小 C．物体的质量与它所受到合外力成正比，跟它的加速度成反比 D．同一物体的运动速度越大，受到的合外力也越大 2．（2023·全国·高一专题练习）关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（　　） A．根据公式可知，物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比 B．根据可知，物体的质量与其运动的加速度成反比 C．根据可知，物体的质量与其所受合外力成正比 D．根据可知，物体的加速度大小与其所受合外力成正比 3．（2022秋·河南安阳·高一安阳一中校考）关于牛顿第二定律的表达式，下列说法正确的是（　　） A．物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系 B．如果让10 kg的物体产生大小的加速度，所需要的力的大小就是1N C．如果单位选取合适，牛顿第二定律的表达式可以是 D．由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 题型二：牛顿第二定律的同向性 4．（2024·全国·高一专题练习）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 5．（2023·全国·高一专题练习）如图，小车上固定着三角硬杆，杆的端点处固定着一个质量为m的小球，当小车水平向右的加速度从零开始逐渐增大时，杆对小球作用力按时间先后用至变化表示，力的大小用线段长表示，则杆对小球的作用力的变化可能是下图中的（沿杆方向