2025届高三物理中等生考点专题进阶基础篇：考点23 牛顿第二定律

目录 考点23　牛顿第二定律 1 【牛顿第二定律的理解】 1 【合外力、加速度、速度之间的关系】 2 【牛顿第二定律的同向性与定性分析】 4 【利用牛顿第二定律分析动态过程】 7 【牛顿第二定律的简单应用】 9 考点23　牛顿第二定律　 【牛顿第二定律的理解】 1.关于牛顿第二定律，下列说法中不正确的是(    ) A. 加速度和力的关系是瞬时对应关系，即与是同时产生，同时变化，同时消失 B. 物体只有受到力作用时，才有加速度，但不一定有速度 C. 任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，与速度也一定同向 D. 当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成 【答案】C  A.加速度与力的关系是瞬时对应关系，即与是同时产生，同时变化，同时消失，故A正确； B.力是产生加速度的原因，在多个力作用下物体由合力产生加速度，静止的物体在合力作用瞬时立即产生加速度，而速度瞬时为零，故B正确； C.加速度是矢量，加速度方向与合外力的方向相同，也与物体速度变化的方向相同，但与速度的方向不一定相同，故C错误； D.加速度是矢量，其合加速度满足矢量合成的法则平行四边形定则，即物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和，故D正确。 此题选不正确的，故选C。 2.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在任何情况下都适用 B. 某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关 C. 在公式中，若为合力，则等于作用在该物体上的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 【答案】BC  【解析】解：、牛顿第二定律只适用于宏观物体，低速运动，故A错误； B、根据知，合力变化时，加速度随之变化，某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关，故B正确； C、在公式中，若为合力，等于作用在物体上的合力与质量的比值，根据力的独立作用原理知，等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和，故C正确； D、根据，知加速度的方向与合外力的方向相同，但运动的方向不一定与加速度方向相同．所以物体的运动方向与物体所受合力的方向不一定一致，故D错误。 故选：。 3.下列对牛顿第二定律的表达式及其变形公式的理解，正确的是(    ) A. 由可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B. 由可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C. 由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D. 由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 【答案】CD  A.物体的合外力与物体的质量和加速度无关，故A错误； B.物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定，故B错误； C.根据牛顿第二定律可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，故C正确； D.由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得，故D正确。 故选CD。 【合外力、加速度、速度之间的关系】 4.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，则加速度为，所受的合外力也为 C. 物体的速度为，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，所受的合外力一定不为 【答案】C  A.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； B.物体的速度为，加速度不一定为，所受的合外力也不一定为，例如自由落体运动刚开始的时候，B错误； C.物体的速度为，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，例如火箭将要发射时，C正确； D.物体的速度很大，但加速度可能为，所受的合外力也可能为，例如以高速匀速运动的动车，D错误。 故选C。 5.一质点做曲线运动，在它运动到某一位置时，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系是(    ) A. 速度、加速度、合外力的方向有可能都相同 B. 加速度方向与速度方向一定相同 C. 速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同 D. 加速度方向与合外力的方向一定相同 【答案】D  质点做曲线运动，合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上，故AC错误； B.物体做曲线运动，合力的方向与速度方向不同，则加速度方向与速度方向不同，故B错误； D.根据牛顿第二定律知，加速度的方向与合力的方向一定相同，故D正确。 故选D。 6.一物体质量为，该物体所受合外力的大小为，获得的加速度为，那么正确表示了它们之间的函数关系的图象是(    ) A. B. C. D. 【答案】AD  【解析】【分析】解：根据牛顿第二定律可得，在物体质量一定的情况下，物体的加速度跟物体所受的合外力成正比。故A正确。 B.中与不是正比例关系，故B错误。 由于物体的质量与物体所受合外力大小无关，与物体的加速度的大小无关，仅仅由物体所含物质的多少决定。故C错误，而D正确。 故选AD。 【牛顿第二定律的同向性与定性分析】 7.在地铁运行过程中，某人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的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为。根据以上信息，可以确定(    ) A. 地铁运行方向 B. 地铁运行加速度方向 C. 圆珠笔的质量 D. 地铁运行加速度大小为 【答案】B  【解析】．物体受绳子拉力方向沿绳子向上，受重力方向竖直向下，则物体所受的合力水平向左，由牛顿第二定律知，地铁运行加速度方向向左，但无法确定地铁的运行方向，故正确，错误； ．圆珠笔受力如图 根据牛顿第二定律得 。所以。无法计算圆珠笔的质量，故错误。 故选。 8.列车沿平直轨道行驶，某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，某时刻他发现细线向左偏过一定角度，并相对车厢保持静止，列车质量为，则下列说法正确的是(    ) A. 列车一定向右加速运动 B. 列车加速度一定为，方向水平向右 C. 列车的所受合外力大小为，方向可能水平向左也可能向右 D. 小球加速度为，方向垂直于细线斜向下 【答案】B  【解析】A.分析可知，小球受竖直向下的重力和沿着绳子斜向右上方的拉力，则根据平行四边形定则可知，小球所受合外力一定向右，加速度一定向右，而小球与小车保持相对静止，且小车在水平方向运动，因此可知小车的加速度一定水平向右，则小车可能向右加速运动，也可能向左减速运动，故A错误； 对小球受力分析如图所示 可得 根据牛顿第二定律有 可得小球的加速度为 而小球与小车保持相对静止，则可知小车的加速度大小为，方向水平向右，故 B正确， D 错误 C.根据牛顿第二定律可知，列车所受合外力大小为 方向水平向右，故 C错误。 故选B。 9.如图所示，质量为的光滑小球用细线系在质量为、倾角为的斜面体上，两者均保持静止状态，细线与斜面平行，斜面体与水平面间的摩擦不计用代表细线的拉力，代表斜面体对小球的支持力，取以下说法正确的是(    ) A. 细线的拉力 B. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向右加速运动，则 C. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向左加速运动，则 D. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向右加速运动，则 【答案】BCD  【解析】解：细产生的拉力为 ，A错误 B.某一水平外力作用于料面向右加速运动时，当小球将要离开斜面时，则 解得 则若两者以的加速度向右加速运动，则小球没有脱离斜面，则沿斜面方向 解得 ，B正确 C.某一水平外力作用于斜面使斜而向左加速运动，则当细线的拉力恰为零时，则 解得 两者以的加速度向左加速运动，则细线有张力，则垂直斜面方向 解得 ， C正确 D.某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向右加速运动，则因为 则小球脱离斜面，此时细线的拉力 ， D正确。 故选BCD。 【利用牛顿第二定律分析动态过程】 10.如图所示，一轻质弹簧竖直放置，上端与物体相连，下端与水平地面上的物体相连，整体都处于静止状态。现用一竖直向上的恒力拉物体，使之向上一直做加速直线运动，则从物体开始运动到物体刚要离开地面的过程中，下列说法正确的是弹簧始终在弹性限度内 A. 物体的加速度大小不变 B. 物体的加速度逐渐变小 C. 物体的加速度逐渐变大 D. 物体的加速度先逐渐变小后逐渐变大 【答案】B  开始没有用力拉动时，、静止，设弹簧压缩量为，由胡克定律有：， 所以：， 由题意知，当物块刚要离开地面时，设弹簧伸长量为，， 当弹簧压缩时：据牛顿第二定律有，当弹力减小时，物体的加速度减小； 当弹簧伸长时，据牛顿第二定律有，当弹力增加时，物体的加速度减小。 故从物体开始运动到物体刚要离开地面的过程中，物体的加速度逐渐变小。 11.劲度系数为的弹簧下端固定在地面上，质量为的物体放在弹簧上端并与弹簧拴接，用向下的力压物体，突然撤去压力，则下述判断正确的是(    ) A. 物体在弹簧的原长位置速度一定最大 B. 物体在平衡位置速度一定最大 C. 物体在刚刚释放的瞬间加速度方向向下 D. 物体在最高点加速度一定小于 【答案】B  【解析】解：、撤去压力后弹力大于重力，物体向上加速运动、弹力逐渐减小、加速度逐渐减小，当弹力等于重力时、加速度为零、速度最大，即物体在平衡位置速度一定最大，故A错误、B正确； C、物体在刚刚释放的瞬间加速度方向向上，故C错误； D、如果物体在弹簧处于原长时速度刚好为零，则最高点的加速度等于；如果物体在弹簧处于原长时速度不为零，则最高点时弹力方向向下，根据牛顿第二定律可知加速度大于，故D错误。 故选：。 12、(多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，不挂重物时下端位置在C点；在下端挂一个质量为m的物体(可视为质点)后再次保持静止，此时物体位于A点；将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况，下面说法中正确的是(　　) A．物体由B到A的运动过程中，物体的加速度一直在减小 B．物体由B到A的运动过程中，物体的速度一直在增大 C．物体由B到C的运动过程中，物体的加速度一直在增大 D．物体由B到C的运动过程中，物体的速度先增大后减小 答案：ABD 解析：物体在A点处于平衡状态，从B到A过程中，弹簧弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，物体将向A做加速运动，随着弹簧形变量的减小，物体加速度将逐渐减小；当到达A时弹力等于重力，物体速度达到最大；然后物体将向C做减速运动，从A到C过程中，弹簧弹力逐渐减小，因此物体做减速运动的加速度逐渐增大。故从B到C整个过程中，物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小，故A、B、D正确，C错误。 【牛顿第二定律的简单应用】 13.年月日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温、应急救援等物资如图。如图为配送无人机某次过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为，取。关于无人机的运动情况，下列说法正确的是(    ) A. 无人机在第内只在重力作用下处于无动力运动状态 B. 在末和末配送物资所受无人机的拉力均为 C. 在此过程中无人机上升的最大高度为 D. 无人机在第内和第内的加速度大小相等，方向相反 【答案】B  【解析】A.无人机在第内，匀速运动，动力与整体重力平衡， A错误； B.内与内图像平行，斜率相同，则加速度大小相同，方向竖直向上，因此无人机在末和末的加速度相同，由，得拉力，得拉力相同，故B正确 C.无人机在末上升到最高点，由图像面积得上升的最大高度为，C错误 D.由图可知，第内和第内图像的斜率不变，故无人机在第和第的加速度大小相等，方向相同，故D错误。 故选B。 14.质量为的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个大小随位移变化的水平外力，物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若图像如图所示，且内物体做匀速直线运动。肘撤去外力，取，则下列有关描述正确的是(    ) A. 物体与地面间的动摩擦因数为 B. 时物体的速度最大 C. 撤去外力时物体的速度为 D. 撤去外力后物体还能在水平面上滑行 【答案】C  A.内物体匀速运动，则有，得，故A错误； B.只要，物体就在加速，所以在内物体一直加速，时物体的速度最大，故B错误； C.根据图象与轴所围的面积表示外力做的功，可得内外力做功为，设撤去外力时物体的速度为，根据动能定理得，其中，解得，故C正确； D.撤去外力后物体的加速度大小为，物体还能滑行时间，故D错误。 故选C。 15.如图所示，一个质量的物体放在水平地面上。对物体施加一个与水平方向成的的拉力，使物体由静止开始运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，在秒后撤去拉力，求物体还能运动多远。 【答案】解：物体受重力、支持力、摩擦力和拉力，如图所示， 根据牛顿第二定律，有： 而 代入数据解得： 物体在 时速度的大小为： 减速运动的加速度为： 根据位移速度关系可得： 答：在秒后撤去拉力，物体还能运行。  16、(多选)(2023·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(　　) A．m甲＜m乙 B．m甲＞m乙 C．μ甲＜μ乙 D．μ甲＞μ乙 答案：BC 解析：根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，则可知F -a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲＞m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲＜μ乙，故选BC。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 目录 考点23　牛顿第二定律 1 【牛顿第二定律的理解】 1 【合外力、加速度、速度之间的关系】 2 【牛顿第二定律的同向性与定性分析】 2 【利用牛顿第二定律分析动态过程】 4 【牛顿第二定律的简单应用】 4 考点23　牛顿第二定律　 【牛顿第二定律的理解】 1.关于牛顿第二定律，下列说法中不正确的是(    ) A. 加速度和力的关系是瞬时对应关系，即与是同时产生，同时变化，同时消失 B. 物体只有受到力作用时，才有加速度，但不一定有速度 C. 任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，与速度也一定同向 D. 当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用所产生的分加速度的合成 2.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在任何情况下都适用 B. 某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关 C. 在公式中，若为合力，则等于作用在该物体上的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 3.下列对牛顿第二定律的表达式及其变形公式的理解，正确的是(    ) A. 由可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B. 由可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C. 由可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D. 由可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 【合外力、加速度、速度之间的关系】 4.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，则加速度为，所受的合外力也为 C. 物体的速度为，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，所受的合外力一定不为 5.一质点做曲线运动，在它运动到某一位置时，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系是(    ) A. 速度、加速度、合外力的方向有可能都相同 B. 加速度方向与速度方向一定相同 C. 速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同 D. 加速度方向与合外力的方向一定相同 6.一物体质量为，该物体所受合外力的大小为，获得的加速度为，那么正确表示了它们之间的函数关系的图象是(    ) A. B. C. D. 【牛顿第二定律的同向性与定性分析】 7.在地铁运行过程中，某人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的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为，重力加速度为。根据以上信息，可以确定(    ) A. 地铁运行方向 B. 地铁运行加速度方向 C. 圆珠笔的质量 D. 地铁运行加速度大小为 8.列车沿平直轨道行驶，某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，某时刻他发现细线向左偏过一定角度，并相对车厢保持静止，列车质量为，则下列说法正确的是(    ) A. 列车一定向右加速运动 B. 列车加速度一定为，方向水平向右 C. 列车的所受合外力大小为，方向可能水平向左也可能向右 D. 小球加速度为，方向垂直于细线斜向下 9.如图所示，质量为的光滑小球用细线系在质量为、倾角为的斜面体上，两者均保持静止状态，细线与斜面平行，斜面体与水平面间的摩擦不计用代表细线的拉力，代表斜面体对小球的支持力，取以下说法正确的是(    ) A. 细线的拉力 B. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向右加速运动，则 C. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向左加速运动，则 D. 若某一水平外力作用于斜面，两者以的加速度向右加速运动，则 【利用牛顿第二定律分析动态过程】 10.如图所示，一轻质弹簧竖直放置，上端与物体相连，下端与水平地面上的物体相连，整体都处于静止状态。现用一竖直向上的恒力拉物体，使之向上一直做加速直线运动，则从物体开始运动到物体刚要离开地面的过程中，下列说法正确的是弹簧始终在弹性限度内 A. 物体的加速度大小不变 B. 物体的加速度逐渐变小 C. 物体的加速度逐渐变大 D. 物体的加速度先逐渐变小后逐渐变大 11.劲度系数为的弹簧下端固定在地面上，质量为的物体放在弹簧上端并与弹簧拴接，用向下的力压物体，突然撤去压力，则下述判断正确的是(    ) A. 物体在弹簧的原长位置速度一定最大 B. 物体在平衡位置速度一定最大 C. 物体在刚刚释放的瞬间加速度方向向下 D. 物体在最高点加速度一定小于 12、(多选)如图所示，轻质弹簧上端固定，不挂重物时下端位置在C点；在下端挂一个质量为m的物体(可视为质点)后再次保持静止，此时物体位于A点；将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况，下面说法中正确的是(　　) A．物体由B到A的运动过程中，物体的加速度一直在减小 B．物体由B到A的运动过程中，物体的速度一直在增大 C．物体由B到C的运动过程中，物体的加速度一直在增大 D．物体由B到C的运动过程中，物体的速度先增大后减小 【牛顿第二定律的简单应用】 13.年月日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温、应急救援等物资如图。如图为配送无人机某次过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为，取。关于无人机的运动情况，下列说法正确的是(    ) A. 无人机在第内只在重力作用下处于无动力运动状态 B. 在末和末配送物资所受无人机的拉力均为 C. 在此过程中无人机上升的最大高度为 D. 无人机在第内和第内的加速度大小相等，方向相反 14.质量为的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个大小随位移变化的水平外力，物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若图像如图所示，且内物体做匀速直线运动。肘撤去外力，取，则下列有关描述正确的是(    ) A. 物体与地面间的动摩擦因数为 B. 时物体的速度最大 C. 撤去外力时物体的速度为 D. 撤去外力后物体还能在水平面上滑行 15.如图所示，一个质量的物体放在水平地面上。对物体施加一个与水平方向成的的拉力，使物体由静止开始运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，在秒后撤去拉力，求物体还能运动多远。 16、(多选)(2023·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(　　) A．m甲＜m乙 B．m甲＞m乙 C．μ甲＜μ乙 D．μ甲＞μ乙 学科网（北京）股份有限公司 $$