第3讲 牛顿第二定律-【创新教程】2025年初升高物理衔接教材一本通

６．解析:(１)为了充分利用纸带需要先接通电源后释放 小车．故 A错误;为了使小车运动过程中受到细线沿 运动方向的拉力恒定不变,小车与定滑轮之间的细线 应与木板平行,故B正确;为了充分利用纸带,在释放 小车前,小车要靠近打点计时器且打点计时器应放在 长木板远离滑轮的一端．故C正确,D错误． (２)根据题意可知打点计时器的打点周期为T＝１f＝ ０．０２s, 相邻两个计数点之间还有４个点没有画出,所以相邻 两个计数点之间的时间间隔为t＝５T＝０．１s, 打下C点时小车的速度为vC＝ xBC＋xCD ２t ≈０．３４m /s, 根 据 逐 差 法 可 得 小 车 的 加 速 度 为 a ＝ xCD＋xDE－xAB－xBC (２t)２ ＝０．４０m/s２ 答案:(１)BC　(２)０．３４　０．４０ 第３讲　牛顿第二定律 高中知识衔接 [例１]　[解析]　在F＝kma中,当质量的单位为kg、加 速度的单位为 m/s２、合外力的单位为 N,此时k＝１, 故 A正确;在牛顿第二定律中,加速度与合外力之间 存在着因果关系,合外力是产生加速度的原因,且加 速度的方向与合外力的方向一致,当合外力为零时, 加速度也为零,故B错误,C和 D正确． [答案]　B [例２]　[解析]　力是产生加速度的原因,故不能说物 体所受的合外力跟其运动的加速度成正比,故 A 错 误;质量是物体的固有属性,物体的质量与其运动的 加速度和所受合外力无关,故B、C错误;a＝Fm 是加速 度的决定式,物体的加速度大小与其所受合外力成正 比,与物体质量成反比,故 D正确． [答案]　D [例３]　[解析]　物体受到的滑动摩擦力方向水平向 右,根据牛顿第二定律可得F＋μmg＝ma解得加速度 大小为a＝３m/s２,方向水平向右． [答案]　D [例４]　[解析]　竖直方向由平衡条件可得 N＋Fsinα ＝mg, 水平方向由牛顿第二定律可得Fcosα－μN＝ma, 联立解得a＝Fcosα－μ (mg－Fsinα) m ． [答案]　B 情境模型素养 提示:赛车的质量小,动力大可以使赛车提速非常快 (加速度大)． 智能衔接训练 １．(１)×　(２)×　(３)√　(４)×　(５)√ ２．D　[在F＝ma中,质量的单位应是kg,加速度的单位 是 m/s２,力的单位为 N,A 错误;F 的大小与m 没有 关系,C错误;a的方向与作用力的方向一致,B错误, D正确．] ３．A　[根据牛顿第二定律可知F＝ma,故a＝Fm ＝ ２．０ １．０m /s２ ＝２．０m/s２,由其矢量性可知,加速度方向与合力方向 同向,故 A正确,B、C、D错误．] ４．A　[根 据 牛 顿 第 二 定 律a＝Fm ,可 知 m＝ ４２kg＝ ２kg．] ５．C　[对物体列牛顿第二定律方程,则有F－μmg＝ ma,可解得a＝３m/s２．] ６．B　[由于扶梯斜向上做匀加速运动,故游客在水平方 向具有向右的加速度,根据牛顿第二定律可知,游客 在水平方向受到向右的摩擦力;竖直方向则受到重力 和支持力．] ７．B　[根据牛顿第二定律F＝ma,代入题中数据,解得 二力合力大小为F＝８N,当两力在同一直线上时,合 力有最大和最小值,当合力为８N 时,F２ 的最小值为 ３N,最大值为１３N,所以F２ 的大小范围为３N≤F２ ≤１３N．] ８．B　[施加拉力后,对物体进行分析有Fcos５３°－μN＝ ma,N＋Fsin５３°＝mg, 解得N＝０,a＝７．５m/s２．] ９．A　[以小球为对象,根据牛顿第二定律可得mgtanθ ＝ma,解得加速度大小为a＝gtanθ＝７．５m/s２．] １０．C　[对小朋友受力分析如图 所示 根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 得 mgsin ３７° － μmgcos ３７° ＝ma, 解得μ＝０．５．] １１．AD　[由加速度定义式a＝ΔvΔt ,解得a＝１．２×１０－２ m/s２,故 A正确;B错误; 根据牛 顿 第 二 定 律 F＝(m飞船 ＋m空间站 )a,解 得 m空间站＝９．６×１０４kg,故C错误;D正确．] １２．解析:(１)对 雪 橇 进 行 受 力 分 析,如 图 所示 当F＝２０N 时,雪橇做匀速直线运动, 根据平衡条件有F＝f,FN＝mg, 其中f＝μFN, 联立解得μ＝０．０２． (２)对雪橇受力分析,如图所示 则有FN１＝mg,F１－f１＝ma, 其中f１＝μFN１, 解得F１＝２２０N． 答案:(１)０．０２　(２)２２０N 第４讲　力学单位制 高中知识衔接 [例１]　[解析]　力学的基本单位有三个,即:长度的单 位、时间 的 单 位 和 质 量 的 单 位,故 B 正 确,A、C、D 错误． [答案]　B [例２]　[解析]　国际单位制选定的三个力学基本物理 量是长度、质量与时间,测量长度可以使用米尺,测量 质量可以使用天平,测量时间可以使用停表,即测量 国际单位制选定的三个力学基本物理量可使用的一 组仪器是米尺、天平、停表． [答案]　A [例３]　[解析]　各国均有不同的单位制,国际单位制 是世界各国统一使用的一种通用的单位制,国际单位 制是为了方便交流而采用的一种单位制;故 A、B正 确,不符合题意;国际单位制是一种基本的单位制,只 要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单 位,则最后得出的结果的单位必然是国际单位制中的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９１１ 参考答案 知识衔接篇 第３讲　牛顿第二定律 　　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． ５．１N 的物理意义: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． 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]　下列对牛顿第二定律的理解错误 的是 (　　) A．在F＝kma中,k的数值由F、m、a的 单位决定 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．当合外力为零时,加速度为零 [例２]　关于牛顿第二定律,下列说法正确 的是 (　　) A．根据公式F＝ma可知,物体所受的合 外力跟其运动的加速度成正比 B．根据 m＝Fa 可知,物体的质量与其运 动的加速度成反比 C．根据 m＝Fa 可知,物体的质量与其所 受合外力成正比 D．根据a＝Fm 可知,物体的加速度大小与 其所受合外力成正比 　　应用牛顿第二定律解题 １．解题的步骤 确定研 究对象 依据题意正确选取研究对象 分析 对研究对象进行受力分析和运动分析, 画出受力示意图和运动过程图 列方程 选取正方向,通常选加速度方向为正方 向,列牛顿第二定律方程 解方程 F、m、a用国际单位,解题过程要清楚, 写出方程式和相应的文字说明,必要时 对结果进行讨论 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 Fx＝ma Fy＝０{ ;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 Fx＝max Fy＝may{ ． [例３]　如图所示,质量 m＝１０kg的物体在水 平面上向左运动,物体 与水平面间的动摩擦因数为０．２,与此同 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３８ 第二部分 时物体受到一个水平向右的推力 F＝ １０N的作用．则物体的加速度是(g 取 １０m/s２) (　　) A．０ B．１m/s２,水平向右 C．１m/s２,水平向左 D．３m/s２,水平向右 [例４]　如图所示,位于水 平地面上质量为 m 的小 物块,t１ 时 刻 在 大 小 为 F,方向与水平方向成α 角的拉力作用 下,沿水平面做匀加速直线运动．若物块 与水平面之间的动摩擦因数为μ,则物块 的加速度为 (　　) A．Fm B．Fcosα－μ (mg－Fsinα) m C．Fcosαm D．Fcosα－mgm 如图所示是赛车,车 身结构一般采用碳 纤维等材料进行轻 量化设计,比一般小 汽车的质量小得多,你知道为什么要使 赛车具备质量小、动力大两个特点吗? 　 　 　 [基础对点练] ▶[知识点一]　牛顿第二定律及其表达式 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．判断下列说法的正误(正确的画“√”,错 误的画“×”)． (１)由F＝ma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． (　　) (２)公式F＝ma中,各量的单位可以任意 选取． (　　) (３)任何情况下,物体的加速度的方向始终 与它所受的合外力方向一致． (　　) (４)物体的运动方向一定与它所受合外力 的方向一致． (　　) (５)使质量是１kg的物体产生１m/s２ 的加 速度的力叫作１N． (　　) ２．对F＝ma的理解正确的是 (　　) A．公式中的各个物理量的单位是任意的 B．公式中a 的方向应与v 速度的方向 一致 C．F的大小与m 成正比 D．a的方向与F 的方向一致 ▶[知识点二]　应用牛顿第二定律解题 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ３．(２０２５􀅰黑龙江哈尔滨期中)牛顿第二定 律可表述为F＝ma、质量m＝１．０kg的 物体受到合力F＝２．０N 时,其加速度a 的大小及方向分别为 (　　) A．２．０m/s２,与合力同向 B．２．０m/s２,与合力反向 C．０．５m/s２,与合力同向 D．０．５m/s２,与合力反向 ４．(２０２５􀅰福建福州学业考 试)如图,物体在F＝４N 的水平拉力作用下,以a＝２m/s２ 的加速 度沿光滑水平面做匀加速直线运动．则 物体的质量为 (　　) A．２kg B．４kg C．６kg D．８kg ５．(２０２５􀅰山东枣庄学业考试)如图所示, 一物块静止在水平面上,其与水平面之 间的动摩擦因数为μ＝０．１,物块的质量 为m＝２kg,在F＝８N 的水平拉力作用 下物 块 开 始 运 动,取 重 力 加 速 度 g＝ １０m/s２,则物块的加速度大小为 (　　) A．０ B．２m/s２ C．３m/s２ D．４m/s２ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４８ 物 理　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识衔接篇 ６．一游客站在斜向上匀加速运行的自动扶 梯上,分析此时游客的受力,以下示意图 中正确的是 (　　) ７．(２０２５􀅰辽宁大连期末)质量为１kg的物 体在光滑水平面内受两个水平力的作 用,物体的加速大小为８m/s２,其中一个 力的大小F１＝５N,则另一个力F２ 的大 小可能是 (　　) A．２N B．１０N C．１５N D．１８N ８．(２０２５􀅰湖南郴州期末)如 图所示,质量为４kg的物 体静止在水平面上,物体 与水平面间的动摩擦因数为０．５,给物体 施加大小为５０N、与水平方向成５３°角斜 向上的拉力F作用(g取１０m/s２,sin５３° ＝０．８,cos５３°＝０．６),物体运动的加速 度为 (　　) A．１．２５m/s２ B．７．５m/s２ C．１０m/s２ D．１２．５m/s２ ９．(２０２５􀅰贵州六盘水期末)如图所示,货 车做匀加速直线运动时,悬挂于货车顶 端的小球与货车保持相对静止,悬线与 竖直方向的夹角θ＝３７°．取重力加速度大 小g＝１０m/s２,sin３７°＝０．６,则货车的 加速度大小为 (　　) A．７．５m/s２ B．７．８m/s２ C．８m/s２ D．８．５m/s２ [能力提升练] １０．(２０２５􀅰山西太原学 业考试)如图为某游 乐场的一个滑梯．滑 梯面与水平面成３７° 夹 角,一 小 朋 友 以 ２m/s２ 的加速度沿滑梯面加速滑下时, 滑梯面与小朋友接触面之间的动摩擦 因数为(g 取 １０ m/s２,sin３７°＝０．６, cos３７°＝０．８) (　　) A．０．３ B．０．４ C．０．５ D．０．６ １１．(多选)(２０２５􀅰山东 淄博期末)如图所示 是采用动力学方法测 量空间站质量的原理图,已知飞船质量 为４．０×１０３kg,其推进器的平均推力为 １．２×１０３N,在飞船与空间站对接后,推 进器工作５s内,测出飞船和空间站速 度变化是６．０×１０－２ m/s,下列说法正 确的是 (　　) A．飞船的加速度大小为１．２×１０－２m/s２ B．飞船的加速度大小为３．０×１０－２m/s２ C．空间站的质量为９．６×１０３kg D．空间站的质量为９．６×１０４kg １２．(２０２５􀅰江西上饶期末)在平坦的雪地 上用F＝２０N 的水平拉力恰好可以拉 着满载而归的雪橇做匀速直线运动．已 知雪橇的总质量为m＝１００kg,重力加 速度大小g＝１０m/s２．求: (１)雪橇与雪地的动摩擦因数μ; (２)欲使雪橇以a＝２m/s２ 的加速度做 匀加速直线运动,则施加的水平恒力F１ 为多大? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５８ 第二部分