2024年初升高物理无忧衔接衔接点22 牛顿第二定律（解析版）

衔接点22牛顿第二定律课程标准初中无高中1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。2.理解公式中各物理量的意义及相互因果关系。3.会用牛顿第二定律公式进行有关计算。初中物理高中物理异同点无牛顿第二定律无初中物理无此内容。知识点一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＝1__kg·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。知识点二应用牛顿第二定律解题1.解题的步骤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eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Fx＝max,Fy＝may))。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？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)。【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【答案】B【详解】A．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；BCD．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。故选B。【例2】如图所示，质量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，与此同时物体受到一个水平向右的推力的作用。则物体的加速度是（g取）（

）A．0 B．，水平向右C．，水平向左 D．，水平向右【答案】D【详解】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解得加速度大小为方向水平向右。故选D。1．从牛顿第二定律可知（）A．同一物体的运动速度变化越快，受到的合力也越大B．同一物体的运动速度变化越小，受到的合外力也越小C．物体的质量与它所受到合外力成正比，跟它的加速度成反比D．同一物体的运动速度越大，受到的合外力也越大【答案】A【详解】A．同一物体的运动速度变化越快，加速度越大，根据牛顿第二定律可知，物体受到的合力也越大，故A正确；B．同一物体的运动速度变化越小，加速度不一定越小，根据牛顿第二定律可知，物体受到的合外力不一定越小，故B错误；C．物体的质量与物体本身有关，与所受到合外力、物体的加速度无关，故C错误；D．同一物体的运动速度越大，加速度不一定越大，根据牛顿第二定律可知，物体受到的合外力不一定越大，故D错误。故选A。2．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（）A．根据公式可知，物体所受的合外力跟其运动的加速度成正比B．根据可知，物体的质量与其运动的加速度成反比C．根据可知，物体的质量与其所受合外力成正比D．根据可知，物体的加速度大小与其所受合外力成正比【答案】D【详解】A.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；BC.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BC错误；D.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。故选D。3．一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，现同时撤销大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是（）A． B． C． D．【答案】B【详解】剩下的力的合力与撤去的力的合力等大反向，15N和10N两个力的合力范围为[5N，25N]，则剩余力的合力范围为[5N，25N]，根据牛顿第二定律有知加速度的范围为[2.5m/s2，12.5m/s2]，故B正确，ACD错误。故选B。4．如图所示，一顾客乘扶梯上楼，随电梯一起加速运动。在这一过程中，关于顾客的受力分析正确的是（）A．B．C． D．【答案】C【详解】而当扶梯加速上升时，在竖直方向，人受重力、支持力；接触面水平，摩擦力沿水平方向，将加速度分解可知，物体应有水平向右的加速度，所以在水平方向，扶梯应对人有平行于接触面向前的摩擦力。故选C。5．如图所示，位于水平地面上质量为m的小物体，t1时刻在大小为F，方向与水平方向成角的拉力作用下，沿水平面作匀加速直线运动。若物体与水平面之间的动摩擦因数为，则物块的加速度为（）

A． B．C． D．【答案】B【详解】竖直方向由平衡条件可得水平方向由牛顿第二定律可得联立解得故选B。6．如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上匀加速前进。货箱中石块A的质量为m，重力加速度为g，已知周围与石块A接触的物体对它的作用力的合力为F，则货车的加速度大小为（）A． B． C． D．无法确定【答案】C【详解】已知周围与石块A接触的物体对它的作用力的合力为F，由题意可知石块A所受合外力为石块的加速度为火车的加速度也为故C正确，ABD错误。故选C。7．如图，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上。弹簧处于原长时，小球在位置O。将小球拉至位置A后由静止释放。释放后，小球从A第一次运动到O的过程中下列各示意图中正确反映小球速度v随时间t变化关系的是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】由受力分析可知，小球从A第一次运动到O的过程中，受水平向左的弹簧弹力作用而加速运动，弹力逐渐减小，所以加速度逐渐减小，速度增加的越来越慢。故选A。8．在升降机中挂一个弹簧秤，下吊一个小球，当升降机静止时，弹簧伸长4cm.当升降机运动时弹簧伸长2cm，若弹簧秤质量不计，则升降机的运动情况可能是（）

A．以1m/s2的加速度减速上升B．以4.9m/s2的加速度减速上升C．以1m/s2的加速度加速上升D．以4.9m/s2的加速度加速上升【答案】B【详解】升降机静止时，对小球有kx1=mg当升降机运动时，小球所受合力竖直向下，根据牛顿第二定律有mg－kx2=ma解得a=4.9m/s2，方向竖直向下故升降机以4.9m/s2的加速度减速上升或加速下降。故选B。9．如图所示，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m的小球，重力加速度为g，下列关于杆对球的作用力F的判断中，正确的是（）A．小车静止时，，方向沿杆向上B．小车静止时，，方向垂直于杆向上C．小车向右以加速度a运动时，一定有D．小车向左以加速度a运动时，，方向斜向左上方【答案】D【详解】AB．车静止时，对小球根据平衡条件可知方向竖直向上，故AB错误；C．小车向右以加速度a运动时，F与mg的合力水平向右，且大小为ma，因为不一定等于，所以F不一定沿杆方向，则F不一定等于，故C错误；D．小车向左以加速度a运动时，F的水平分力向左，且大小等于ma，F的竖直分力向上，且大小等于mg，则根据力的合成可得方向斜向左上方，故D正确。故选D。10．如图所示，轻弹簧一端固定，另一端自由伸长时恰好到达O点，将质量为m（视为质点）的物体P与弹簧连接，并将弹簧压缩到A由静止释放物体后，物体将沿水平面运动。若物体与水平面的摩擦力不能忽略，则关于物体运动的下列说法中正确的是（）

A．从A到O速度先增大后减小，从O到B速度不断减小B．从A到O速度不断增大，从O到B速度不断减小C．从A到O加速度不断减小，从O到B加速度先减小后增大D．从A到O加速度不断减小，从O到B加速度不断增大【答案】A【详解】AB．从A到O物块受合力先减小后反向增加，所以速度先加速后减速，从O到B受到的合外力始终朝左，所以速度不断减小。故选项A正确，选项B错误；CD．从A到O加速度先减小后增加，从O到B加速度一直增加，故选项CD错误，故选A。11．如图所示，四个质量均为m的小球，A、C用轻绳和天花板连接，A、B间使用轻质绳连接，C、D间使用轻质弹簧连接，均处于平衡状态。现突然迅速剪断轻绳，，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B、C、D的加速度分别用、、、表示，则下列说法正确的是（

）

A．，，， B．，，，C．，，， D．，，，【答案】D【详解】由于绳子张力可以突变，故剪断后小球A、B只受重力，一起做自由落体运动，其加速度；由于弹簧弹力不能突变，故剪断轻绳的瞬间，小球C所受合力为，小球D所受合力为零，所以小球C、D的加速度分别为，。故选D。12．如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相