第24讲 牛顿第二定律-【黄金起点】2025年初高中衔接必刷题物理

衔接必刷题物理 2.某实验小组用如图所示的实验装置来“探究加速 运动的速度大小为 m/s,小车从O到F 度与力、质量的关系”。 运动的加速度大小为 m/s2。(结果均 接电源 纸带 保留三位有效数字) 。；月 (4)如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾 角过大，用α表示小车的加速度，F表示细线作 用于小车的拉力，他绘出的F关系图像可能是 (1)实验中某同学将长木板右端适当垫高，其目 的是 (2)实验中若使用电火花计时器，则所接电源为 0 A.电压约为8V的直流电 B.电压约为8V的交流电 C.电压为220V的交流电 (3)实验中得到图示的一条纸带，图中O、A、B C、D、E、F为计数点，相邻计数点间的时间间隔 为0.1s,已知A、B、C、D、E、F各点到O点的距 离分别是4.01cm、10.00cm、18.01cm,28.02cm、 40.00cm、53.99cm,则计时器在打E点时，小车 第24讲 牛顿第二定律 知识清单 ZHISHIQINGDAN 高中物理新知学习] 初高中物理衔接点] 一、牛顿第二定律的表达式 一、对牛顿第二定律的理解 1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正 1.对表达式F=ma的理解 (1)F的含义 比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力 ①F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物 的方向相同。 体的加速度。 2.表达式F=kma,其中力F指的是物体所受的 ②F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加 合力。 速度。 二、力的单位 (2)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单 1.力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N。 位必须都用国际制单位。 2.“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2 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 的加速度的力叫作1N,即1N=1kg·m/s2. 受的合力不为0，物体就具有加速度。 3.在质量的单位取kg,加速度的单位取m/s2,力的 (2)矢量性：F=ma是一个矢量式。物体的加速 单位取N时，F=kma中的k=1,此时牛顿第二 度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的 定律可表示为F=ma。 方向相同。 66 第二部分初高中物理知识衔接 (3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时 2.应用牛顿第二定律解题的方法 产生，同时变化，同时消失。 (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 (4)独立性：作用在物体上的每一个力都产生加 的方向即加速度的方向。 速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。 (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正 二、应用牛顿第二定律解题的解题步骤和解题 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 方法 为某一坐标轴的正方向（也就是不分解加速度）， 1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤 将物体所受的力正交分解后，列出方程F,= (1)确定研究对象。 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 (2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分 的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正 析图，明确运动性质和运动过程。 交分解加速度a。根据牛顿第二定律 (3)求出合力或加速度。 Fr=mar列方程求解。 (4)根据牛顿第二定律列方程求解。 Fy=may 经典例题 JINGDIANLITI 【典例1】（多选）下列对牛顿第二定律的表达式F (1)车厢运动的加速度大小： =ma及其变形公式的理解，正确的是 () (2)细线对笔的拉力大小。 A.由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的 【答案】(1)7.5m/s2(2)1.25N 质量和加速度成正比 【解析】方法一合成法 B.由m=E可知，物体的质量与其所受的合外力 (1)由于车厢沿水平方向运动，笔与车 厢的加速度相同，所以笔有水平方向 成正比，与其运动的加速度成反比 的加速度，所受合力F沿水平方向，选 C.由a=E可知，物体的加速度与其所受的合外 笔为研究对象，受力分析如图所示。 m 力成正比，与其质量成反比 由几何关系可得，F=ngtan0 D.由m=E可知，物体的质量可以通过测量它的 笔的加速度大小a=E =gtan0=7.5m/s2, m 加速度和它所受到的合外力而求得 即车厢运动的加速度大小为7.5m/s2。 【答案】CD (2)细线对笔的拉力大小为：FT=mg。=1.25N。 cos 0 【解析】牛顿第二定律的表达式F=ma表明了 方法二正交分解法 各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求 (1)(2)以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y 第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的 轴正方向建立直角坐标系，并将细线对笔的拉力 质量和加速度计算，并不由它们决定，A错误；质 FT正交分解，如图所示。 量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体 是否受力无关，B错误；由牛顿第二定律知加速 度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比， m可由其他两量求得，C、D正确。 【典例2】某人为了测量高 铁启动过程的加速度，将一 mg 支笔（可视为质点）用细线 系于高铁车厢内的顶壁上，高铁启动过程中，发 则沿水平方向有Frsin0=ma 现系笔的细线偏离竖直线的夹角为=37°，此时 竖直方向有Frcos0=mg 笔和车厢相对静止，如图所示，设笔的质量为0.1 联立解得a=7.5m/s2,Fr=1.25N kg(取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2). 即车厢运动的加速度大小为7.5m/s2,细线对笔 求： 的拉力大小为1.25N。 6 衔接必刷题 物理 、达标训练 DABIAO X U N L I AN 一、单选题 5.如图，光滑斜面的倾角为 1.如图所示，物体A放在B上，物体B放在光滑的 0,质量相等的A、B两小球 水平面上，已知mA=6kg,mB=2kg。A、B间 用轻弹簧相连，系统静止 动摩擦因数=0.2。A物体上系一细线，细线 时，挡板C与斜面垂直，轻 能承受的最大拉力是20N,水平向右拉细线，(g 弹簧与斜面平行，重力加速度大小为g,在突然 =10m/s2)下述正确的是 撤去挡板的瞬间 ) A F A.A球的加速度大小为gsin0 B B.A球的加速度大小为零 A.当拉力0<F<12N时，A静止不动 C.B球的加速度大小为2gsin日 B.当拉力F>12N时，A相对B滑动 D.B球的加速度大小为零 C.当拉力F=16N时，B受到A的摩擦力等于 三、解答题 12N 6.平直路上向右运动的 D.在细线可以承受的范围内，无论拉力F多大， 小车内，用细绳a和细 A相对B始终静止 绳b系住一个质量为 2.冬天，一片雪花自20m高的积雪处飘落，它落地 3kg的小球，细绳a与 z277n7077274700440 的时间可能为 ( ) 竖直方向夹角0=37°，细绳b水平（如图所示）， A.0.1s B.1 s 取g=10m/s2。 C.2s D.12s (1)当小车以加速度5m/s2向右做匀加速直线 3.质量为2kg的物体静止于光滑水平桌面上。当 运动时，求b绳的拉力： 该物体受到水平面内两个相互垂直、大小分别为 (2)为了使小球与车保持相对静止，求小车向右 6N和8N的力作用时，其加速度大小为( 的最大加速度。 A.1 m/s2 B.5 m/s2 C.7m/s2 D.10m/s2 二、多选题 4.无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无 人机进行火灾救援。某消防中队接到群众报警， 赶至火灾点后，迅速布置无人机消防作业，假设 无人机从静止竖直向上起飞，匀加速直线运动后 恰好悬停在火灾点，整个过程速度时间图像如下 图示，已知无人机的质量（含装备等）为15kg,下 列说法正确的是 4m·s 10 4 1012/g A.无人机整个上升过程平均速度7.5m/s B.加速阶段的加速度比减速阶段的加速度要大 C.火灾位置距离消防地面的距离为90m D.加速阶段时，无人机螺旋桨的升力大小为 75N 68参考答案 5.答案：BD 大，A、B蛤终处于相对静止状态，B错误，D正确：当拉力 解析：轰炸机经过静止在地面上的目标正上方时授下炸 F=16N时，对整体由牛频第二定律可得F=(mA十mB) 弹，由于惯性，炸弹具有与飞机相同的水平速度，所以娟 2mA十m形6于2m/s=2m/s2,则有B受到 F 16 弹不能击中目标，故A错误：地球由西向东自转，我们向 a,解得a= 上跳起来以后，由于惯性，仍有与地面相同的速度·所以 A的摩擦力等于F=m=2×2N=4N,C错误。 还落在原地而不落到原地的西边，故B正确：溪性由质量 2.答案：D 决定，系好安全带，人的质量不变，惯性不变，系上安全带 后，人虽然因惯性向前运动，但受安全带的约束，增加了 解析：若雪花只受重力，有=弓g,解得1=2s,实际上， 安全系数，可以减小惯性带来的危害，故C错误：被抛出 雪花下落过程中受到的空气阻力较大，所以其下落时间 的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但小球的质量 应大于2s,故D正确。 不变，惯性不变，故D正确。 3.答案：B 第23讲实验：探究加速度 解析：依题意，物体合力为F=√82十6N=10N,根据牛 与力、质量的关系 领第二定律，可得a= -=5m/s2,故B正确」 达标训练 1.答案：(1)②减小均匀 4.答案：AC (2)没有满足小车质量远大于所挂砝码的质量 解析：由1图像中图线与时间轴所包国的面积表示位 (3)0.3751.50 移，故火灾位置距高消防地面的距高为x-6十12X10m 解析：(1)由图乙可知，点与，点之间的距离越来越大，可知 小车做加速运动，说明木板的倾角太大，所以应减小木板 =90m,故C正确：无人机整个上升过程平均速度为v= 的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹均匀，说明平 衡摩擦力已彻底。 工90m=7,5m/s,故A正确：加速阶段的加速度大小 12s (2)假设砝码和砝码盘的质量为m,小车的质量为M,对 a1= A1=10 m/s2=2.5m/s2,减速阶段的加速度大小 系统签体有mg=(m十MDa,解得a=件，m,对砖码和砖 △t14 a2- A2-10 m/s2一5m/s2,故B错误：加速阶段时，根 码盘分析有mg一F=ma,解得F Mmgmg,可知 △12 M+m 1+m 据牛顿第二定律F一mg=m1,代入数据解得无人机螺 M 旋桨产生升力为F=187.5N,故D错误 当m《M时F≈mg,则a=学后，可知a与F成正 5.答案：BC 解析：撤去挡板前，以A球为对象，根据平衡条件可得弹 比。当m>M时a=g,即随着m的不断增加，a值会不断 簧弹力为F继=ngsin 0,在突然撒去挡板的瞬间，弹簧弹 逼近g,故图像变弯曲的原因是小车质量没有满足远大于 力保持不变，A球的受力保持不变，则A球的加速度大小 所挂砝码的质量。 P弹十mgsin8 为零：对B球，根据牛顿第二定律可得aa= (3)物体通过1计数点的速度1=27 22 7.50×10-2 2×0.1 m/s 2gsin0,故选BCa =0.375m/s。运动的加速度4=2=1,50X10 6.答案：(1)7.5N,水平向左(2)7.5m/s2,水平向右 T 0.12 m/s2 解析：(1)对小球受力分析，如图所示 =1.50m/s2 由物体的平衡条件有，水平方向F.sin 2.答案：(1)平衡摩擦力(2)C(3)1.302.00(4)C 37-F6=ma 解析：(1)将长木板右端适当垫高，可以让小车重力的分 竖直方向F,c0s37°=mg 力与摩擦力平衡，从而控制小车受到的力，使得连接小车 代入敏据解得F.=37.5N,F6=7.5N,bF 绳子的拉力就等于小车受到的合外力。 绳拉力水平向左 (2)电火花打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔： (2)当小车的加速度向右达到最大时有 在纸带上连续打，点的仪器，它使用交流电源，由学生电源 F sin 37=mdm mg 供电，工作电压为220V,故C正确，A、B错误。 Fc0s37°=mg (3)由于匀变速直线运动中某一段的平均逸度等于这一 联立解得am=7.5m/s 段中间时刻的瞬时速度，文由于打点计时器打出的纸带 方向水平向右。 中每两点间的时间间隔是相同的，所以E点是DF的中 第25讲 力学单位制 间时刻，则有g=UF=(53.99-28.02)X10 -m/s≈ 达标训练 0.2 1.30m/s。由逐差法可得小车从O到F运动的加速度大 1.答案：A 小为4=4x-[(53.99-18.01)-18.01]×10-2 解析：普期克常量 T2 m/s2≈ h=6.62607015×10-34kg·m2.·s-1=6.62607015× 0.3 10-31J·s,故A正确。 2.00m/s。 2.答案：B (4)如果实验中长木板的右端垫得过高，木板倾角过大 解析：根据做功公式W=Fl,cos8,可知功的单位为N·m, 则重力的分力大于摩擦力，即平衡摩擦过大，还为加砝 码，即绳子拉力为零的情况，小车已经有一个较小的加速 故A错误：根据电场强度公式B司，可知电场强度的单 度，开始做匀加速直线运动，即绘出的：F关系应为C 位为V/,故B正确：根据磁通量公式中=BS,可知磁通 图，故C正确，A、B、D错误。 第24讲牛顿第二定律 量的单位为T·m2,故C错误：根据加速度公式a= △t 达标训练 可知加速度的单位为m/s2,故D错误。 1.答案：D 3.答案：D 解析：由题意可知，由于物体B放在光滑的水平面上，因 解析：力学基本量是长度、质量、时间，故A错误：kg是基 此只要拉力F不是零，A、B将一起运动，所以当拉力0 本单位，N、m/s是导出单位，故B错误：根据牛顿第二定 F<12N时，A不会静止不动，A错误：若A、B能产生相 律表达式可知：1N=1kg·m/s2,故C错送：新闻中涉及 对滑动时，则有a=m5-0.2X6X10 的11米、400吨和101.2秒中，米和秒是国际单位制中的 2 m/s2=6m/s2, 基本单位，D正确 对A、B整体，由牛顿第二定律可得产生相对滑动时最大 4.答案：ABC 拉力为F=(mA十mB)a=(6+2)X6N=48N,由此可 解析：国际单位制中七个基本单位是：米、千克、秒、安培 知，在绳子承受的最大拉力20N范国内，无论拉力F多 开尔文，摩尔和坎德拉。本题选不属于国际单位制中的 基本单位，故A、B、C正确。 89