2026届高考物理一轮复习基础梳理 专题11 牛顿第二定律

专题11 牛顿第二定律 　　　　 ►考点01 牛顿第二定律 6 ►考点02 两类动力学基本问题 10 ►考点03 力学单位制 14 　►备考指南 熟练理解并掌握牛顿第二定律在匀变速运动中的应用，加强与动量定理的区分；学会知识的迁移，将牛顿第二定律应用到电场和磁场中去，培养严谨的科学态度和处理物理问题的综合能力。 　►知识梳理 1．牛顿第二定律　力学单位制 (1)牛顿第二定律 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＝ma。 ③适用范围 a．牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。 b．牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况。 (2)力学单位制 ①单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。 ②基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒。 ③导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 2．两类动力学问题 (1)两类问题 ①第一类：已知受力求物体的运动情况。 ②第二类：已知运动情况求物体的受力。 (2)解决方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解。 　►真题类编 1．（2025•甘肃）2025年4月24日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为，火箭质量约为500吨且认为在内基本不变，则火箭在初始内的加速度大小约为（重力加速度取　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据牛顿第二定律求解作答。 【解答】解：取竖直向上为正方向，根据牛顿第二定律 加速度 故正确，错误。 故选：。 2．（2025•湖北）一个宽为的双轨推拉门由两扇宽为的门板组成，门处于关闭状态，其俯视图如图（a）所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上，一段时间后撤去拉力，该门板完全运动到另一边，且恰好不与门框发生碰撞，其俯视图如图（b）所示。门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比为，重力加速度大小为。若要门板的整个运动过程用时尽量短，则所用时间趋近于　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】门板先做匀加速运动，后做匀减速运动，根据牛顿第二定律和运动学公式结合题意求解。 【解答】解：门板先在向右的外力作用下做匀加速直线运动，撤去外力后做匀减速直线运动，若外力比较大，加速时间很短，位移很小，可以忽略不计，此时门板的运动时间最短，撤去外力后根据牛顿第二定律，有，设撤去外力后门板最短运动时间为，运动的距离为，可得门板的最短运动时间趋近于，正确，错误。 故选：。 3．（2025•选择性）某智能物流系统中，质量为的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力随时间的变化如图所示，则下列图像可能正确的是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据牛顿第二定律求出加速度，然后结合图像斜率的意义分析。 【解答】解：选取第内机器人受力的方向为正方向，则第内机器人的加速度 第内机器人受力为零，则加速度为零；第内机器人的加速度 可知第内机器人的加速度的方向与第内加速度的方向相反。 、若初速度为，与第内受力的方向相同，则机器人第内做加速运动，第内做匀速运动，第内做减速运动，由图线的斜率表示加速度的大小可知，第内的加速度是，第内的加速度大小也是，故正确； 、该图中第内仍然做加速运动，与受力不符，故错误； 、该图中第的加速度与第的加速度都是正值，与受力不符，故错误； 、该图中第的加速度大小为，与实际不符，故错误。 故选：。 4．（2023•辽宁）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为△和△、电流大小分别为和的平行直导线间距为时，相互作用力的大小可以表示为。比例系数的单位是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据牛顿第二定律，力的单位可换成，再根据表达式中各个物理量的单位推导即可。 【解答】解：由牛顿第二定律，可得： 由，可得： ，故正确，错误。 故选：。 （多选）5．（2023•甲卷）用水平拉力使质量分别为、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和。甲、乙两物体运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示。由图可知　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】甲、乙两物体均受拉力、滑动摩擦力，均做加速运动，由牛顿第二定律可以列出方程，将方程变形为关于的一次函数，则由数形结合思想可知，图像的斜率、截距与变形后的方程对应部分相等，分别列出上述等式，即可求解。 【解答】解：对甲、乙两物体，由牛顿第二定律有 则 对照已知图像，根据数形结合思想，可知 图像斜率 图像截距 由于，故 由于，故 故错误，正确。 故选：。 　►考点精讲 ►考点01 牛顿第二定律 解法指导 1．对牛顿第二定律的理解 2．力和运动之间的关系 (1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度． (2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝. (3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动． 【例1】（2025•蚌埠开学）某实验小组做了一个有趣的实验，在沿水平直线行驶的汽车内部顶上固定一个沙罐，沙罐底部有小孔源源不断向车内漏出细沙。忽略空气阻力，若车上的人观测到空中细沙的排列如图中实线所示，则可判断汽车做　　 A．匀速运动 B．匀减速运动 C．匀加速运动 D．变加速运动 【答案】 【分析】细沙从车上流下后，细沙相对于车向后运动，由此分析汽车的运动情况。 【解答】解：原来细沙和车的速度相同，细沙从车上流下后，细沙相对于车向后运动，细沙相对于地面水平方向做匀速直线运动，说明车向前做加速运动，故正确、错误。 故选：。 【例2】（2025春•辽宁期末）如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为的小球，重力加速度为。现使小车以加速度向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是　　 A．杆对小球的弹力一定竖直向上 B．杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 C．杆对小球的弹力大小为 D．杆对小球的弹力大小为 【答案】 【分析】对小球受力分析，由几何关系结合平行四边形法则分析。 【解答】解：．现使小车以加速度向右做匀加速直线运动，对小球受力分析如图所示 由图可知，当大小不同时，杆上的弹力与竖直方向的夹角也不同，方向不一定沿杆，但弹力方向一定斜向上，故错误； ．由几何关系可知，杆对小球的弹力大小为 故错误，正确。 故选：。 【例3】（2025•如皋市模拟）如图所示，轻质弹簧左端固定，右端处于自由状态时位于点，现向左推动滑块，将弹簧的右端压缩至点后由静止释放滑块，距离为，滑块向右滑动过程中阻力恒定，则滑块向右滑动过程中的加速度、速度随位移或时间变化的关系图像可能正确的是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】通过分析滑块的运动情况来选择图像。滑块从到的过程：弹簧的弹力减小到零，摩擦力不变，滑块做加速度减小的加速运动后减速运动；从到过程，滑块与弹簧分开，不再受弹力，物体做匀减速直线运动。 【解答】解：、由牛顿第二定律可知，与图像的形状应相同，由点静止释放时，滑块受向右的弹力和向左的摩擦力，根据牛顿第二定律有△，当滑块由点向点运动过程中，开始时△在减小，则加速度在减小，且与成线性相关。当弹力等于摩擦力时，加速度为0，此时根据牛顿第二定律可得△，△不等于0。当滑块继续往右运动，滑块受到向右的弹力将小于向左的摩擦力，根据牛顿第二定律有△，当滑块继续向点运动过程中，△在减小，则加速度在增大，且方向水平向左。当滑块过了点，与弹簧分离，弹力消失，滑块只受摩擦力，故加速度为定值，做匀减速直线运动，故错误； 、过了点以后，滑块的加速度不变，做匀减速直线运动，图像后半段应为直线，滑块先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，最后做匀减速直线运动，加速阶段和减速阶段不对称，时间不应该相等，故错误，正确。 故选：。 ►考点02 两类动力学基本问题 解法指导 1．解决两类动力学基本问题的关键 (1)两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分析。 (2)两个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁；衔接点的速度是联系相邻两个过程的桥梁。 2．解题思路 【例4】（2025春•南京月考）如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且全程所受摩擦和空气阻力大小不变，不计通过点前后能量的损失，则下列关于汽车通过点后运动情况的表述，正确的是　　 A．先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动 B．先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动 C．速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速运动 D．速度突然减小，之后保持匀速运动 【答案】 【分析】根据汽车的运动过程分析其受力情况，应用功率公式与牛顿第二定律分析答题。 【解答】解：全程所受摩擦和空气阻力大小不变，设汽车所受摩擦阻力与空气阻力的合力为， 汽车发动机输出功率不变，设汽车的质量为，斜面倾角为，汽车受力如图所示 汽车在水平路面上做匀速直线运动，由平衡条件得： 进入倾斜轨道瞬间，速度不变，牵引力不变，汽车所受合力为， 汽车做减速运动，汽车的牵引力，由于减小，则牵引力增大， 对汽车，由牛顿第二定律得：， 由于不变而减小，则汽车的加速度减小，汽车做加速度减小的减速运动， 当时汽车做匀速直线运动，即汽车在斜面上先做加速度减小的减速运动，后做匀速直线运动，故正确，错误。 故选：。 【例5】（2024秋•西城区校级期末）静止在水平地面上的物块，质量为。在水平拉力的作用下做匀加速直线运动，内前进了，取，求： （1）物块加速度的大小； （2）物块与地面间的动摩擦因数； （3）末撤去水平拉力，物块还能滑行的最大距离。 【答案】（1）物块加速度的大小； （2）物块与地面间的动摩擦因数0.5； （3）末撤去水平拉力，物块还能滑行的最大距离。 【分析】（1）对于匀加速直线运动，已知初始速度、时间和位移，利用位移公式可求解加速度； （2）根据牛顿第二定律，拉力与摩擦力的合力提供加速度，先求出摩擦力，再结合摩擦力公式计算动摩擦因数； （3）撤去拉力后，物块仅受摩擦力作用做匀减速直线运动，先求末的速度，再利用匀变速直线运动的位移公式计算还能滑行的距离。 【解答】解：（1）题意知物块初速度为0，且内位移，则根据位移时间公式 代入数据，解得物块加速度的大小 （2）分析可知，物块水平方向受到的拉力与摩擦力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 因为 联立以上解得 （3）由速度—时间关系 可知撤去拉力时，物块速度 从撤去拉力后，设物块加速度大小为，由牛顿第二定律得 联立以上解得 故物块还能滑行的最大距离 ，代入数据解得。 答：（1）物块加速度的大小； （2）物块与地面间的动摩擦因数0.5； （3）末撤去水平拉力，物块还能滑行的最大距离。 【例6】（2025•徐州二模）如图所示，质量为的小球分别在真空中与油中从静止开始下落相同的高度，所经历的时间不同，若小球在真空中自由下落的时间为，小球在油中受到的阻力恒定，下落过程中产生的热量为，重力加速度为，求： （1）小球在油中下落受到的阻力； （2）小球在油中运动的时间。 【答案】（1）小球在油中下落受到的阻力为； （2）小球在油中运动的时间为。 【分析】（1）对小球在真空中和在油中分别进行受力分析，根据能量做功求出阻力大小； （2）结合小球的运动状态，利用牛顿第二定律，可求出下落时间。 【解答】解：（1）小球在真空中做自由落体运动，则小球下落的高度为，设小球在油中运动受到的阻力为，下落相同高度因摩擦产生的热量 ，联立解得 （2）小球在油中运动时，由牛顿第二定律可得，由匀加速直线运动规律可得，联立解得小球在油中下落相同高度运动的时间为 答：（1）小球在油中下落受到的阻力为； （2）小球在油中运动的时间为。 ►考点03 力学单位制 解法指导 1.单位制的意义 (1)单位是物理量的组成部分，对于有单位的物理量，一定要在数字后带上单位。 (2)同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。 (3)统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。 2.单位制的组成 【例7】（2026•浙江一模）自感电动势正比于电流的变化率，其大小。为自感系数，其单位“亨利”用国际单位制中的基本单位表示正确的是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据电场力做功公式、牛顿第二定律及电流的定义式，先确定用国际单位制中的基本单位表示正确的电动势单位，再结合自感电动势的表达式，即可分析判断正误。 【解答】解：因为： ， 联立可得： ， 可得： ， 由题知： ， 整理得： ， 可得的单位为： ，即：， 故正确，错误； 故选：。 【例8】（2025春•丽水期末）用国际单位制的基本单位表示引力常量的单位，正确的是　　 A． B． C． D． 【答案】 【分析】国际单位制的七种基本单位是：长度单位米、质量单位千克、时间单位秒、电流单位安培（A）、热力学温度单位开尔文、物质的量单位摩尔和发光强度单位坎德拉。根据引力常量的单位结合国际单位制的基本单位推导。 【解答】解：引力常量的单位为，，故引力常量的单位用国际单位制的基本单位表示为，故正确，错误。 故选：。 【例9】（2025春•绍兴期末）磁感应强度的单位是“”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是 A． B． C． D． 【答案】 【分析】根据磁感应强度的定义式结合单位制的推导知识进行分析解答。 【解答】解：根据，即，故正确，错误。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 牛顿第二定律 　　　　 ►考点01 牛顿第二定律 4 ►考点02 两类动力学基本问题 6 ►考点03 力学单位制 8 　►备考指南 熟练理解并掌握牛顿第二定律在匀变速运动中的应用，加强与动量定理的区分；学会知识的迁移，将牛顿第二定律应用到电场和磁场中去，培养严谨的科学态度和处理物理问题的综合能力。 　►知识梳理 1．牛顿第二定律　力学单位制 (1)牛顿第二定律 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＝ma。 ③适用范围 a．牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。 b．牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况。 (2)力学单位制 ①单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。 ②基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒。 ③导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 2．两类动力学问题 (1)两类问题 ①第一类：已知受力求物体的运动情况。 ②第二类：已知运动情况求物体的受力。 (2)解决方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解。 　►真题类编 1．（2025•甘肃）2025年4月24日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为，火箭质量约为500吨且认为在内基本不变，则火箭在初始内的加速度大小约为（重力加速度取　　 A． B． C． D． 2．（2025•湖北）一个宽为的双轨推拉门由两扇宽为的门板组成，门处于关闭状态，其俯视图如图（a）所示。某同学用与门板平行的水平恒定拉力作用在一门板上，一段时间后撤去拉力，该门板完全运动到另一边，且恰好不与门框发生碰撞，其俯视图如图（b）所示。门板在运动过程中受到的阻力与其重力大小之比为，重力加速度大小为。若要门板的整个运动过程用时尽量短，则所用时间趋近于　　 A． B． C． D． 3．（2025•选择性）某智能物流系统中，质量为的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力随时间的变化如图所示，则下列图像可能正确的是　　 A． B． C． D． 4．（2023•辽宁）安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为△和△、电流大小分别为和的平行直导线间距为时，相互作用力的大小可以表示为。比例系数的单位是　　 A． B． C． D． （多选）5．（2023•甲卷）用水平拉力使质量分别为、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和。甲、乙两物体运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示。由图可知　　 A． B． C． D． 　►考点精讲 ►考点01 牛顿第二定律 解法指导 1．对牛顿第二定律的理解 2．力和运动之间的关系 (1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度． (2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝. (3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动． 【例1】（2025•蚌埠开学）某实验小组做了一个有趣的实验，在沿水平直线行驶的汽车内部顶上固定一个沙罐，沙罐底部有小孔源源不断向车内漏出细沙。忽略空气阻力，若车上的人观测到空中细沙的排列如图中实线所示，则可判断汽车做　　 A．匀速运动 B．匀减速运动 C．匀加速运动 D．变加速运动 【例2】（2025春•辽宁期末）如图所示为位于水平面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为，在斜杆下端固定有质量为的小球，重力加速度为。现使小车以加速度向右做匀加速直线运动，下列说法正确的是　　 A．杆对小球的弹力一定竖直向上 B．杆对小球的弹力一定沿杆斜向上 C．杆对小球的弹力大小为 D．杆对小球的弹力大小为 【例3】（2025•如皋市模拟）如图所示，轻质弹簧左端固定，右端处于自由状态时位于点，现向左推动滑块，将弹簧的右端压缩至点后由静止释放滑块，距离为，滑块向右滑动过程中阻力恒定，则滑块向右滑动过程中的加速度、速度随位移或时间变化的关系图像可能正确的是　　 A． B． C． D． ►考点02 两类动力学基本问题 解法指导 1．解决两类动力学基本问题的关键 (1)两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分析。 (2)两个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁；衔接点的速度是联系相邻两个过程的桥梁。 2．解题思路 【例4】（2025春•南京月考）如图所示，汽车在平直路面上匀速行驶，通过点后进入足够长的斜坡。若始终保持油门不变（即发动机的输出功率不变），且全程所受摩擦和空气阻力大小不变，不计通过点前后能量的损失，则下列关于汽车通过点后运动情况的表述，正确的是　　 A．先做加速度越来越小的减速运动，之后匀速运动 B．先做加速度越来越大的减速运动，之后匀速运动 C．速度突然减小，之后做加速度减小的加速运动直到匀速运动 D．速度突然减小，之后保持匀速运动 【例5】（2024秋•西城区校级期末）静止在水平地面上的物块，质量为。在水平拉力的作用下做匀加速直线运动，内前进了，取，求： （1）物块加速度的大小； （2）物块与地面间的动摩擦因数； （3）末撤去水平拉力，物块还能滑行的最大距离。 【例6】（2025•徐州二模）如图所示，质量为的小球分别在真空中与油中从静止开始下落相同的高度，所经历的时间不同，若小球在真空中自由下落的时间为，小球在油中受到的阻力恒定，下落过程中产生的热量为，重力加速度为，求： （1）小球在油中下落受到的阻力； （2）小球在油中运动的时间。 ►考点03 力学单位制 解法指导 1.单位制的意义 (1)单位是物理量的组成部分，对于有单位的物理量，一定要在数字后带上单位。 (2)同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。 (3)统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。 2.单位制的组成 【例7】（2026•浙江一模）自感电动势正比于电流的变化率，其大小。为自感系数，其单位“亨利”用国际单位制中的基本单位表示正确的是　　 A． B． C． D． 【例8】（2025春•丽水期末）用国际单位制的基本单位表示引力常量的单位，正确的是　　 A． B． C． D． 【例9】（2025春•绍兴期末）磁感应强度的单位是“”，若用国际单位制的基本单位来表示，正确的是 A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 $