第四章 3．牛顿第二定律-【名师导航】2025-2026学年高中物理必修第一册教师用书配套课件（人教版）江苏专用

该高中物理课件聚焦牛顿第二定律，系统讲解其内容、表达式及应用条件，通过“小明拉箱子未动”等情境导入，衔接牛顿第一定律，以预习储备、情境探究、考点解析为支架，帮助学生构建知识脉络。 其亮点在于结合情境探究培养科学探究能力，通过轻绳轻弹簧模型建构深化科学思维，课堂小结引导自我提问强化物理观念。实例分析与分层训练结合，助力学生理解规律，也为教师提供高效教学支持。

第四章　运动和力的关系 3．牛顿第二定律 [学习目标]　1．理解牛顿第二定律的内容和数学表达式，知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。2．知道牛顿第二定律表达式F＝ma成立的条件。3．通过实例分析，加深对牛顿第二定律的理解，并能利用其解释生活中有关现象和解决简单的问题。 3．牛顿第二定律 必备知识·自主预习储备 知识点一　牛顿第二定律的表达式 1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成____，跟它的质量成____。 2．表达式：__________，式中k是比例系数，F是物体所受的____。 3．意义：牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。 正比 反比 F＝kma 合力 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 提醒　实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 思考　“由F＝kma可知，当F＝0时a＝0，即物体静止或做匀速直线运动，所以牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例。”这种说法正确吗，为什么？ 提示：不正确，因为物体所受合力为零和不受任何外力作用是两种不同的状态。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 知识点二　力的单位 1．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＝____。 2．力的单位：____，符号是N。 3．1 N的物理意义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，称为1 N，即1 N＝_________________。 ma 牛顿 1 kg·m/s2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 体验思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫作1 N。 (　　) (2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取。 (　　) (3)牛顿第二定律表达式F＝kma中的系数k总等于1。 (　　) × × × 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 关键能力·情境探究达成 如图所示，小明用力拉地面上的箱子，但箱子没动，请思考： (1)根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，但为什么箱子一直没动呢？ (2)如果箱底光滑，当拉力作用在箱子上的瞬间， 箱子是否立刻获得加速度？是否立刻获得速度？ 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 提示：(1)牛顿第二定律F＝ma中的力F指的是物体受的合力，尽管小明对箱子有一个拉力作用，但箱子受的合力为零，所以不能产生加速度。 (2)加速度与力之间是瞬时对应关系，有力就立刻获得加速度，但速度的获得需要一段时间，故不能立刻获得速度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 考点1　对牛顿第二定律的理解 1．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。 (2)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。 (3)F、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。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 2．牛顿第二定律的六个性质 性质 理　解 因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度 矢量性 F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生、同时变化、同时消失 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 性质 理　解 同体性 F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的 独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 3．力与运动的关系 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 【典例1】　下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是(　　) A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比 B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比 D．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 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 C　[物体所受的合外力或物体的质量发生变化会导致加速度变化，F、m与a是因果关系，不能说物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比，也不能说物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比，且物体的质量是物体的基本属性，与物体受到的合外力和物体的加速度无关，A、B错误；由a＝可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比，C正确；牛顿第二定律说明当物体所受合外力不为零时，物体才有加速度，D错误。故选C。] 规律方法　(1)不能由m＝得出m∝F，m∝的结论，因为物体的质量与受力和加速度无关，而是由物体所含物质的多少决定。 (2)不能由F＝ma得到F∝m，F∝a的结论，因为F是物体受到的合力，与质量m和加速度a无关。合力F由物体实际受到的力决定。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [跟进训练] 1．关于速度、加速度、合力的关系，下列说法不正确的是(　　) A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度 B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的 D．合力变小，物体的速度一定变小 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 D　[由牛顿第二定律可知，选项A、B正确；初速度为0的匀加速直线运动中，v、a、F三者的方向相同，选项C正确；合力变小，加速度变小，但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系，选项D错误。] 考点2　牛顿第二定律的简单应用 1．牛顿第二定律在定性分析问题中的应用 (1)物体的运动情况由其受力情况决定。分析运动过程要由分析受力入手，再根据牛顿第二定律分析物体的运动情况和加速度变化情况。 (2)应用牛顿第二定律的一般步骤 ①确定研究对象。 ②进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。 ③求合力F或加速度a。 ④根据F＝ma列方程求解。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 2．求解加速度的两种方法 (1)合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力的大小，再应用牛顿第二定律求加速度的大小，物体所受合外力的方向即为加速度的方向。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 (2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两个角度： 分解力 通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别得x轴和y轴的合力Fx和Fy，得方程 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 分解加 速度 若物体所受各力都在互相垂直的方向上，但加速度却不在这两个方向上，这时可以把力的方向规定为x轴、y轴正方向，只需分解加速度a，得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 【典例2】　[链接教材P97例题2]如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg。sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2。求： (1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； (2)悬线对小球的拉力大小。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 思路点拨：①小球所受合外力的方向与加速度的方向相同。②小球受两个力作用，可用力的合成法或正交分解法求解。③小球与小车相对静止，则小球的加速度就是小车的加速度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [解析]　解法一：合成法 (1)由于车厢沿水平方向运动，所以小球有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向。 选小球为研究对象，受力分析如图甲所示。 甲 由几何关系可得 F＝mg tan θ， 小球的加速度 a＝＝g tan θ＝7.5 m/s2，方向向右。 则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。 (2)悬线对小球的拉力大小为 FT＝＝ N＝12.5 N。 解法二： 正交分解法 以水平向右为x轴正方向建立坐标系，并将 悬线对小球的拉力FT正交分解，如图乙所示。 乙 则沿水平方向有FTsin θ＝ma， 竖直方向有FTcos θ－mg＝0， 联立解得a＝7.5 m/s2， FT＝12.5 N， 且加速度方向向右，故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。 [答案]　(1)见解析　(2)12.5 N 规律方法　正交分解法 物体在三个或三个以上的力作用下做匀变速直线运动时往往采用正交分解法解决问题。 (1)正交分解的方法是常用的矢量运算方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，常见的是沿加速度方向和垂直加速度方向建立坐标系。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 (2)坐标系的建立并不一定必须沿加速度方向，应以解题方便为原则，在建立直角坐标系时，不管选取哪个方向为x轴正方向，最后得到的结果都应该是一样的。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 【教材原题P97例题2】　某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度(如图)。 在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 分析　列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以，小球的加速度与列车的加速度相同。 对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得列车的加速度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 解　方法1　选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力G、绳的拉力FT(图甲)。在这两个力的作用下，小球产生水平方向的加速度a。这表明， FT与G的合力方向水平向右，且 F＝G tan θ＝mg tan θ 根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为 a＝＝g tan θ 方法2　小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。建立图乙所示的直角坐标系。将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。 在竖直方向有 Fy－mg＝0，Fy＝FTcos θ FTcos θ＝mg (1) 在水平方向有 Fx＝FTsin θ FTsin θ＝ma (2) (1)(2)式联立，可以求得小球的加速度为 a＝g tan θ 列车的加速度与小球相同，大小为g tan θ，方向水平向右。 [跟进训练] 2．新疆长绒棉因质量美誉世界，种植长绒棉从犁地、播种、植保到采收，已基本实现全自动化。如图所示为无人机为棉花喷洒农药。无人机悬停在某一高度，自静止开始沿水平方向做匀加速运动，经2 s达到作业速度，开始沿水平方向匀速作业，已知作业前无人机和农药总质量为20 kg，无人机作业速度为6 m/s，重力 加速度为10 m/s2，则在加速阶段空气对无人 机的作用力约为(　　) A．60 N　　 B．200 N　　 C．209 N　　 D．220 N √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 C　[根据加速度定义得a＝＝ m/s2＝3 m/s2，根据力的合成得F＝≈209 N，故选C。] 考点3　用牛顿第二定律求瞬时加速度 1．两种模型 加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型： 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 2．解题思路 3．解决模型问题时应注意的事项 (1)轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想化模型。 (2)分析轻杆上的弹力时必须结合物体的运动状态。 (3)讨论轻弹簧上的弹力时应明确弹簧处于伸长还是压缩状态。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 【典例3】　如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断正确的是(　　) A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的 拉力不变 B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为g sin θ C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为g sin θ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 思路点拨：解答本题应把握以下两点： (1)在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力发生突变。 (2)在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的弹力不能突变。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 B　[设小球静止时绳BC的拉力为F，橡皮筋AC的拉力为T，由平衡条件可得F cos θ＝mg，F sin θ＝T，解得F＝，T＝mg tan θ。在AC被突然剪断的瞬间，BC上的拉力F发生了突变，小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下，大小为a＝＝g sin θ，B正确，A错误；在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前的拉力大小相等，方向沿BC方向斜向下，故加速度a＝＝，C、D错误。] [母题变式]　如果将[典例3]中的BC绳换成轻弹簧，橡皮筋AC换成细线，如图所示。求剪断细线AC的瞬间小球的加速度(重力加速度为g)。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [解析]　水平细线AC剪断瞬间，小球所受重力mg和弹簧弹力FT不变，小球的加速度a方向水平向右，如图所示，则 mg tan θ＝ma，所以a＝g tan θ。 [答案]　g tan θ，方向水平向右 解题技巧　解决瞬时性问题的基本思路 (1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。 (2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。 (3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [跟进训练] 3．如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为m，物块2、4的质量均为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加 速度大小为g，则有(　　) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 A．a1＝a2＝a3＝a4＝0 B．a1＝a2＝a3＝a4＝g C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g D．a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 C　[在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝＝g，所以C正确。] 学习效果·随堂评估自测 1．力F1作用在物体上产生的加速度a1＝3 m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a2＝4 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度a的大小不可能为(　　) A．7 m/s2　　　　　　　 B．5 m/s2 C．1 m/s2 D．8 m/s2 √ D　[加速度a1、a2的方向不确定，故合加速度a的范围为|a1－a2|≤a≤a1＋a2，即，故D不可能。] 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 2．甲、乙两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量之比 m甲∶m乙＝5∶3，两球间连接一个轻弹簧(如图所示)，如果突然剪断细线，则在剪断细线瞬间，甲球、乙球的加速度分别为(已知重力加速度为g)(　　) A．g，g　　　　　　　　 B．1.6g，0 C．0.6g，0 D．0，g √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 B　[由于在剪断细线的瞬间，甲、乙两球仍在原来的位置，所以轻弹簧的形变量还未发生变化，即轻弹簧中的弹力大小、方向均未发生变化，由系统原来静止可知，轻弹簧弹力大小为m乙g，所以剪断细线瞬间乙球的合外力仍为零，加速度也为零，而甲球所受的合外力大小为m乙g，所以甲球加速度为1.6g，故B正确。] 3．有经验的司机能通过控制油门使汽车做匀加速直线运动，某品牌轿车连同司机在内总质量为m＝1 500 kg，当轿车受到大小为F1＝500 N 的牵引力时恰好在水平路面上匀速行驶。现司机通过控制油门使轿车受到F2＝2 000 N 的牵引力，从v0＝5 m/s开始加速，假设汽车运动时所受的阻力保持不变，试求： (1)轿车运动过程中所受到的阻力大小； (2)轿车做加速运动时的加速度大小； (3)轿车开始加速后3 s内通过的位移大小。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [解析]　(1)轿车匀速运动时受力平衡，则Ff＝F1＝500 N。 (2)由牛顿第二定律：F2－Ff＝ma，则a＝， 代入数据得a＝1 m/s2。 (3)轿车做匀加速运动的位移为x＝v0t＋at2， 代入数据得x＝19.5 m。 [答案]　(1)500 N　(2)1 m/s2　(3)19.5 m 4．情境：火箭起源于中国，是我国古代的重大发明之一。在航天技术中，火箭是把航天器送入太空的运载工具之一。在航天器发射的初始阶段，火箭通过燃烧消耗燃料向后吐着长长的“火舌”，推动着航天器竖直上升。设“火舌”产生的推动力 大小保持不变且不计空气阻力。问题： (1)则在这个过程中，航天器的加速度将如何变化？ (2)速度将如何变化？ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 [解析]　(1)由于推动力F不变，不计空气阻力，随着燃料燃烧消耗，航天器质量减小，根据航天器所受合外力 F合＝F－mg增大。 由牛顿第二定律可得 a＝， 故加速度变大。 (2)对航天器，由运动学公式 v＝at， 可知速度变大。 [答案]　(1)变大　(2)变大 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．牛顿第二定律的内容是怎样表述的？ 提示：牛顿第二定律的内容：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．牛顿第二定律的比例式如何表示？ 提示：a∝，也可以写成等式：F＝kma。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 3．式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？ 提示：F的单位：N；m的单位：kg；a的单位：m/s2；能使质量为 1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力定义为1牛顿。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 4．当物体受到几个共点力的作用时，式中的F指什么？此时的比例式如何表示？ 提示：F指合外力，a＝。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 题组一　对牛顿第二定律的理解 1．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是(　　) A．加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失的 B．物体只有受到力的作用时，才有加速度，才有速度 课时分层作业(十四)　牛顿第二定律 第一单元　伟大的复兴·中国革命传统作品研习 60 C．任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，也总与速度的方向相同 D．当物体受到几个力的作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度大小的和 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 61 A　[根据牛顿第二定律的瞬时性可知选项A正确；物体只有受到力的作用时，才有加速度，但速度有无与物体是否受力无关，选项B错误；任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向没有关系，选项C错误；根据牛顿第二定律的独立性可知物体的加速度可看成各个力单独作用时产生的各个加速度的矢量和，选项D错误．] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 62 2．静止在光滑水平面上的物体在水平推力F作用下开始运动，推力随时间的变化如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是(　　) A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动 B．物体的加速度一直增大 C．物体的速度先增大后减小 D．物体的速度一直增大 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 63 D　[由题可知，物体的合力等于推力F，方向始终沿正方向，根据牛顿第二定律分析可知：物体先从静止开始做加速直线运动，推力F减小时，其方向仍与速度相同，继续做加速直线运动，故A、C错误，D正确；物体的合力等于推力F，推力先增大后减小，根据牛顿第二定律得知：加速度先增大，后减小，故B错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 64 题组二　牛顿第二定律的简单应用 3．如图所示，质量m＝10 kg的物体在水平面上向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向左的推力F＝20 N的作用，g取10 m/s2，则物体的加速度是(　　) A．0　　　　　　　 B．4 m/s2，水平向右 C．4 m/s2，水平向左 D． 2 m/s2，水平向右 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 65 C　[物体在水平面上向右运动，竖直方向受重力、支持力，其合力为0，在水平方向上受水平向左的推力、水平向左的滑动摩擦力，推力大小为F＝20 N，滑动摩擦力大小为Ff＝μFN＝μmg＝0.2×10×10 N＝20 N，所以合力大小为F合＝F＋Ff＝40 N，方向水平向左，根据牛顿第二定律得加速度为a＝＝ m/s2＝4 m/s2，方向水平向左，选项C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 66 4．如图所示，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力 (　　) A．大小为mg，方向竖直向上 B．大小为ma，方向水平向右 C．大小与小球的加速度大小无关 D．方向与小球的加速度大小有关 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 67 D　[对小球进行受力分析，受到重力，铁夹对球的作用力，根据牛顿第二定律可知合力方向水平向右，则可得铁夹对球的作用力方向斜向右上方，根据平行四边形定则可得，铁夹对球的作用力大小为F＝，与加速度大小有关，故A、B、C错误；设铁夹对球的作用力F与竖直方向的夹角为θ，则有tan θ＝＝，所以方向与小球的加速度大小有关，故D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 68 5．A、B两物体以相同的初速度在同一水平面上滑动，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，且mA＝3mB，则它们所能滑行的距离xA、xB的关系式为(　　) A．xA＝xB　　　　　　　 B．xA＝3xB C．xA＝xB D．xA＝9xB √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 A　[物体沿水平面滑动时做匀减速直线运动，加速度大小a＝＝μg，与质量无关，由＝－2ax和题设条件知xA＝xB，A正确。] 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 69 6．某课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两个相同的小球分别用弹性绳和刚性绳相连(绳子质量可忽略，悬挂时，弹性绳与刚性绳长度相同)，然后从某高度由静止释放，如图所示。连接a、b的是刚性绳，连接c、d的是弹性绳，那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间内(弹性绳还未第一次恢复原长)， 下列图中符合a、b、c、d实际排列情况的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 70 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 A 　　　　　B　　 　 C　 　　 D √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 71 C　[在释放小球的瞬间，刚性绳的弹力瞬间消失，绳子保持原长不变，a、b都做自由落体运动；弹性绳的弹力先不变，后逐渐变小，对c和d进行受力分析可知，d受到重力和弹性绳向上的弹力，c受到重力和弹性绳向下的弹力，根据牛顿第二定律可知，c的加速度大于d的加速度，所以小球在释放后的短暂时间内，c、d之间距离变短，弹性绳会收缩，所以c、d间的距离小于a、b间的距离，故C正确，A、B、D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 72 7．三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同。现用大小相同的外力F沿如图所示的方向分别作用在1和2上，用F的力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则(　　) A．a1＝a2＝a3 B．a1＝a2，a2＞a3 C．a1＞a2，a2＜a3 D．a1＞a2，a2＞a3 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 73 C　[对物块1、2、3分别进行受力分析，由牛顿第二定律得a1＝＝－μg，a2＝＝－μg，a3＝＝－μg，则a1＞a3＞a2，故选项C正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 74 8．如图所示，小车以a＝2 m/s2的加速度沿倾角θ＝37°(sin 37°＝0.6)的斜面匀加速下滑，小车的水平表面上有一质量m＝10 kg的物体，物体与车保持相对静止，则物体所受的静摩擦力Ff及小车对物体的支持力FN大小各为多大(取g＝10 m/s2)? 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 75 [解析]　以物体为研究对象，对物体进行受力分析，如图甲所示。把加速度沿水平方向和竖直方向分解，如图乙所示，根据牛顿第二定律有 mg－FN＝ma sin θ， Ff＝ma cos θ， 解得物体所受的静摩擦力Ff＝16 N， 小车对物体的支持力FN＝88 N。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 甲　　乙 [答案]　16 N　88 N 76 9．如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是(　　) A．向右做匀速运动　 B．向右做减速运动 C．向左做加速运动 D．向左做减速运动 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 77 D　[弹簧处于压缩状态，故小球受到合力方向向右，小球加速度方向向右，若小车原速度方向向右，则小车向右做加速运动，A、B错误；若小车原速度方向向左，则小车向左做减速运动，D正确，C错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 78 10．如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为(　　) A．g sin α B．g cos α C．g tan α D． √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 79 C　[物体随斜面体一起沿水平方向运动，则加速度一定在水平方向，物体受到重力和垂直斜面向上的支持力，两者合力方向一定水平向右，如图所示。由牛顿第二定律得mg tan α＝ma， 则a＝g tan α，选项C正确，A、B、D错误。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 80 11．已知某传送带与水平面成θ＝37°角，传送带的AB部分长L＝5.8 m，传送带以恒定的速率v＝4 m/s按图示方向传送，若在B端无初速度地放置一个质量m＝50 kg的物体P(可视为质点)，P与皮带之间的动摩擦因数μ＝0.5(g取10 m/s2， sin 37°＝0.6)。求物体P从B端开始 运动时的加速度。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 3．牛顿第二定律 81 [解析]　P刚放上B端时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋Ff ＝ma， FN＝mg cos θ， Ff ＝μFN， 联立解得a＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s2。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 [答案]　10 m/s2 82 $