高考物理总复习主题二相互作用与运动定律2.2.3牛顿第二定律

2.2.3牛顿第二定律1/41一、牛顿第二定律1.内容：物体加速度大小跟它受到作用力成_______，跟它质量成_______，加速度方向跟作用力方向_______。2.表示式：F＝_______，k是百分比系数，F是物体所受______。正比反比相同kma协力2/41思索判断(1)由牛顿第二定律知，合外力大物体加速度一定大。(

)(2)牛顿第二定律说明了质量大物体其加速度一定小。(

)(3)任何情况下，物体加速度方向一直与它所受合外力方向一致。(

)××√3/41二、力单位1.国际单位：_______，符号是N。2.1N物理意义：使质量为1kg物体产生1m/s2加速度力，称为1N，即1N＝_________。3.百分比系数k意义：k数值由F、m、a三个物理量单位共同决定，若三量都取国际单位，则k＝1，所以牛顿第二定律表示式可写作F＝_______。牛顿1kg·m/s2ma4/41思索判断(1)百分比式F＝kma中k一定为1。(

)(2)百分比式F＝kma中k能够是其它常数。(

)(3)在国际单位制中k才等于1。(

)(4)两单位N/kg和m/s2是等价。(

)×√√√5/41对牛顿第二定律了解[关键点归纳]

1.表示式F＝ma了解(1)单位统一：表示式中F、m、a三个物理量单位都必须是国际单位。(2)F含义：F是协力时，加速度a指是合加速度，即物体加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生加速度。6/412.牛顿第二定律六个性质性质了解因果性力是产生加速度原因，只要物体所受协力不为0，物体就含有加速度矢量性F＝ma是一个矢量式。物体加速度方向由它受协力方向决定，且总与协力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，同时改变，同时消失同体性F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言独立性作用在物体上每一个力都产生加速度，物体实际加速度是这些加速度矢量和相对性物体加速度是相对于惯性参系而言，即牛顿第二定律只适适用于惯性参考系7/413.两个加速度公式区分8/41[精典示例][例1]

(多项选择)对牛顿第二定律了解正确是(

)A.由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力作用C.加速度方向总跟合外力方向一致D.当外力停顿作用时，加速度随之消失9/41答案

CD10/41方法总结正确了解牛顿第二定律11/41[针对训练1]

由牛顿第二定律F＝ma可知，不论怎样小力都可能使物体产生加速度，可是当用很小力去推很重桌子时，却推不动，这是因为(

) A.牛顿第二定律不适合用于静止物体 B.桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到 C.推力小于桌子所受到静摩擦力，加速度为负值 D.桌子所受协力为零，加速度为零

答案

D12/41对牛顿第二定律应用[关键点归纳]

1.应用牛顿第二定律解题步骤13/412.两种求加速度方法14/41[精典示例][例2]

如图1所表示，沿水平方向做匀变速直线运动车厢中，悬挂小球悬线偏离竖直方向夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，小球质量为1kg(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)。求：(1)车厢运动加速度并说明车厢运动情况；(2)悬线对小球拉力大小。思绪点拨

(1)小球运动加速度方向是水平向右，协力与加速度方向相同，也是水平向右。(2)小球受绳拉力和重力两个力作用，协力方向与加速度方向相同。图115/4116/4117/41法二正交分解法以水平向右为x轴正方向建立坐标系，并将悬线对小球拉力FT正交分解，如图所表示。则沿水平方向有FTsinθ＝ma竖直方向有FTcosθ－mg＝0联立解得a＝7.5m/s2，FT＝12.5N且加速度方向向右，故车厢做向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动。答案

(1)7.5m/s2方向向右车厢做向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动(2)12.5N18/41方法总结在牛顿第二定律应用中，采取正交分解法时，在受力分析后，建立直角坐标系是关键。坐标系建立标准上是任意，但经常使加速度在某一坐标轴上，另一坐标轴上协力为零；或在坐标轴上力最多。19/41[针对训练2]

自制一个加速度计，其结构是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动平面上，并刻上刻度，能够直接读出加速度大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进方向，如图2所表示，g取9.8m/s2。图220/41(1)硬纸上刻度线b在经过O点竖直线上，则在b处应标加速度数值是多少？(2)刻度线c和O点连线与Ob夹角为30°，则c处应标加速度数值是多少？(3)刻度线d和O点连线与Ob夹角为45°。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5s内汽车速度改变了多少？解析(1)当轻杆与Ob重合时，小球所受协力为0，其加速度为0，车加速度亦为0，故b处应标加速度数值为0。21/4122/41法二正交分解法建立直角坐标系，并将轻杆对小球拉力正交分解，如图所表示。则沿水平方向有：Fsinθ＝ma，竖直方向有：Fcosθ－mg＝0联立以上两式可解得小球加速度a≈5.66m/s2，方向水平向右，即c处应标加速度数值为5.66m/s2。23/41(3)若轻杆与Od重合，同理可得mgtan45°＝ma2，解得a2＝gtan45°＝9.8m/s2，方向水平向左，与速度方向相反所以在0.5s内汽车速度应降低，降低许Δv＝a2Δt＝9.8×0.5m/s＝4.9m/s。答案

(1)0

(2)5.66m/s2

(3)降低了4.9m/s24/41瞬时加速度问题[关键点归纳]

两种模型特点(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生显著形变就能产生弹力物体，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力马上改变或消失。(2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力大小往往能够看成是不变。25/41[精典示例][例3]

如图3所表示，一质量为m物体系于长度分别为L1、L2两根细线上，L1一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将线L2剪断，求剪断L2瞬间物体加速度。思绪点拨解答本题应明确以下三点：(1)L2弹力突变为零。(2)L1弹力发生突变。(3)小球加速度方向垂直于L1斜向下。图326/41答案

gsinθ，方向垂直于L1斜向右下

27/41方法总结牛顿第二定律是力瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时改变、同时消失。分析物体在某一时刻瞬时加速度，关键是分析该时刻物体受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，处理这类问题时，要注意两类模型特点。28/41[针对训练3]

如图4所表示，质量为m小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角轻弹簧系着处于静止状态，现用火将绳AO烧断，求在绳AO烧断瞬间小球加速度大小及方向？图429/41答案

gtanθ，方向水平向右30/411.(多项选择)以下对牛顿第二定律表示式F＝ma及其变形公式了解，正确是(

)31/41答案

CD32/412.一物块静止在粗糙水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变水平拉力作用。假设物块与桌面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块加速度大小，F表示水平拉力大小。能正确描述F与a之间关系图象是(

)33/41答案

C34/413.一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图5所表示力去推它，使它以加速度a向右运动。若保持力方向不变而增大力大小，则(

)A.a变大B.a不变C.a变小D.因为物块质量未知，故不能确定a改变趋势图535/41答案

A36/414.如图6所表示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球。在将整个装置匀加速上提过程中，手突然停顿不动，则在今后一小段时间内(

)A.小球马上停顿运动B.小球继续向上做减速运动C.小球速度与弹簧形变量都要减小D.小球加速度减小图637/41答案

D38/415.如图7所表示，静止在水平地面上小黄鸭质量m＝20kg，受到与水平面夹角为53°斜向上拉力，小黄鸭开始沿水平地面运动。若拉力F＝100N，小黄鸭与地面动摩擦因数为0.2，g＝10m/s2，求：(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g＝10m/s2)(1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图；(2)地面对小黄鸭支持力；(3)小黄鸭运动加速度大小。图739/41解析(1)如图，小黄鸭受到重力、支持力、拉力和摩擦