第04讲 运动和力的关系（第11课时）-【学考复习】2024年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（江苏专用）

第04讲 力与运动的关系 第十一课时 牛顿第二定律 力学单位制 1、能应用牛顿第二定律解决简单问题。 2、了解力学单位制。 考点二十四、牛顿第二定律 1．牛顿第二定律 （1）内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 （2）表达式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力。国际单位制中：F＝ma。 （3）对牛顿第二定律的理解 ①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是某一个力，加速度a为该力产生的加速度。 ②a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。 ③F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制时，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。 （4）特性 ①因果性：力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。 ②矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定。 ④③瞬时性：物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。一物体所受合外力恒定时，加速度恒定，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为0时，加速度为0，物体就处于静止或匀速直线运动状态。 【典型题例1】关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是 A．牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用 B．某一瞬时的加速度，不仅由这一瞬时的外力决定，还与这一瞬时之前或之后的外力有关 C．在公式F＝ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上每一个力产生的加速度的矢量和 D．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致 【典型题例2】（多选）下列对牛顿第二定律的理解正确的是 A．由F＝ma可知，m与a成反比 B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用 C．加速度的方向总跟合外力的方向一致 D．当合外力停止作用时，速度随之消失 2．合外力、加速度、速度的关系 （1）合外力与速度的关系：力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角。合外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。 （2）力与运动的关系：物体受力作用→运动状态变化→速度变化速度大小或方向变化。 （3）力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果。只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向是相同的，大小与合外力成正比（物体质量一定时）。 加速度的定义式与决定式：a＝是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法；a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。 【特别提醒】物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同。 【典型题例3】关于速度、加速度、合力间关系的说法正确的是 A．物体的速度越大，则物体的加速度越大，所受合力也越大 B．物体的速度为零，则物体的加速度一定为零，所受合力也为零 C．物体的速度为零，加速度可能很大，所受的合力也可能很大 D．物体的速度很大，加速度可能为零，所受的合力不一定为零 【典型题例4】在粗糙的水平面上，物体在水平推力的作用下，由静止开始做匀加速直线运动，经过一段时间后，将水平推力逐渐减小到零（物体不停止），在水平推力减小到零的过程中 A．物体的速度逐渐减小，加速度（大小）逐渐减小 B．物体的速度逐渐增大，加速度（大小）逐渐减小 C．物体的速度先增大后减小，加速度（大小）先增大后减小 D．物体的速度先增大后减小，加速度（大小）先减小后增大 【典型题例5】自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是 A．速度变大，加速度变小 B．速度变小，加速度变大 C．速度先变小，后变大；加速度先变大，后变小 D．速度先变大，后变小；加速度先变小，后变大 3．力的单位 （1）国际单位：牛顿，简称牛，符合为N。 （2）“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，称为1N，即1N＝1kg·m/s2。 （3）比例系数k的含义：关系式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取N、kg、m/s2作单位时，系数k＝1。 4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 （1）明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体 （2）进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确运动性质和运动过程。 （3）建立坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴的方向。 （4）根据牛顿第