2018年江苏小高考物理《学业水平测试》讲练稿(考点突破-真题演练-强化训练)第9讲-牛顿第二定律及其应用

考情展示 测试内容测试要求2017 年2016 年2015 年2014 年2013 年 牛顿第二定律及 其应用 C142822426 考点一 牛顿第二定律 1 内容 物体加速度的大小跟作用力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟作用 力的方向相同 2 表达式 F ma 其中力 F 的单位为牛顿 N 1 N 1kg m s2 特别提醒 1 牛顿第二定律的五个特性 Error 五性 2 牛顿第二定律的解题步骤 确定研究对象 进行受力分析和运动情况分析 作出受力和运动示意图 由 F ma 列方程求解 例 1 2013 江苏学测 如图 1 所示 2012 年 11 月 我国歼 15 舰载战斗机首次在 辽宁 舰 上成功降落 有关资料表明 该战斗机的质量 m 2 0 104 kg 降落时在水平甲板上 受阻拦索的拦阻 速度从 v0 80 m s 减小到零所用时间 t 2 5 s 若将上述运动视为匀减速 直线运动 求 该战斗机在此过程中 图 1 1 加速度的大小 a 2 滑行的距离 x 3 所受合力的大小 F 答案 1 3 2 m s2 2 100 m 3 6 4 105 N 解析 1 加速度的大小 a m s2 32 m s2 v v0 t 0 80 2 5 2 x t t 2 5 m 100 m v v0 2 80 2 3 F ma 2 0 104 32 N 6 4 105 N 考点二 超重与失重 状态定义两种情况关系特点 加速向上运动 超重 弹力大于物体 重力的现象 加速度 向上减速向下运动 F弹 mg ma 加速向下运动 失重 弹力小于物体 重力的现象 加速度 向下减速向上运动 F弹 mg ma 当 a g 时 完全失重 F弹 0 重力 mg 不变 特别提醒 超重与失重的理解 1 物体处于超重状态还是失重状态 只取决于加速度方向是向上还是向下 而与速度方向 无关 2 当物体处于完全失重状态时 平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失 如天平失 效 浸在水中的物体不再受浮力 液柱不再产生向下的压强等 3 物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的 其大小等于 ma 例 2 2017 镇江学测模拟 若返回舱在降落过程中 在竖直方向上先做加速运动后做减速 运动 则舱里宇航员在该过程中 A 一直处于失重状态 B 一直处于超重状态 C 先处于超重状态 后处于失重状态 D 先处于失重状态 后处于超重状态 答案 D 解析 物体加速下降 处于失重状态 减速下降 处于超重状态 所以本题正确选项为 D 考点三 图象问题 1 动力学中常见的图象 v t 图象 x t 图象 F t 图象 F a 图象等 2 解决图象问题的关键 看清图象的横 纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从 0 开始 理解图象的物理意义 能够抓住图象的一些关键点 如斜率 截距 面积 交点 拐点 等 判断物体的运动情况或受力情况 再结合牛顿运动定律求解 例 3 2017 南通中学模拟二 在研究摩擦力特点的实验中 将木块放在水平长木板上 如 图 2 甲所示 用力沿水平方向拉木块 拉力从 0 开始逐渐增大 分别用力传感器采集拉力 和木块受到的摩擦力 并用计算机绘制出摩擦力 Ff随拉力 F 的变化图象 如图乙所示 已 知木块质量为 0 78 kg 取 g 10 m s2 图 2 1 求木块与长木板间最大静摩擦力的大小 2 求木块与长木板间的动摩擦因数 3 若在平行于木板的恒定拉力 F 作用下 木块以 a 2 0 m s2的加速度从静止开始做匀变速 直线运动 求拉力 F 应为多大 答案 1 4 N 2 0 4 3 4 68 N 解析 1 由图象知 Ffm 4 N 2 由图象知 Ff 动 3 12 N 又 Ff 动 FN mg 得 0 4 3 由牛顿第二定律 F Ff 动 ma 得 F Ff 动 ma 3 12 N 0 78 2 N 4 68 N 考点四 多过程问题 1 两类动力学问题 从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况 可以由牛顿第二定律求出物体的加速度 再通过运动学的规律 就可以确定物体的运动情况 从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况 可根据运动学公式求出物体的加速度 再根据牛顿第二定律确 定物体所受的力 2 一般方法和步骤 明确研究对象受力分析和运动状态分析选取正方向或建立坐标系确定合外力 列方程求解 3 寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系 如第一个过程的末速度就是下一个过程的 初速度 画图找出各过程的位移之间的联系 例 4 质量为 m 的物体放在水平地面上 受水平恒力 F 作用 由静止开始做匀加速直线 运动 经过 t s 后 撤去水平拉力 F 物体又经过 t s 停下 求物体受到的滑动摩擦力 Ff 答案 F 1 2 解析 分析物体在有水平力 F 作用和撤去力 F 以后的受力情况 根据牛顿第二定律 F合 ma 则加速阶段的加速度 a1 F Ff m 经过 t s 后 物体的速度为 v a1t 撤去力 F 后 物体受摩擦力做减速运动 其加速度 a2 Ff m 因为经 t s 后 物体速度由 v 减为零 即 0 v a2t 可得 a1 a2 F Ff m Ff m 可求得滑动摩擦力 Ff F 1 2 1 2017 盐城学测模拟 神舟十一号沿竖直方向加速升空过程中 A 合力为零B 加速度与速度方向相同 C 合力与速度方向相反D 加速度与合力方向相反 答案 B 解析 物体做加速运动时 合力方向与速度同向 任何情况下 合力与加速度方向相同 2 2017 南通学测模拟 为减少失重对航天员身体带来的不利影响 在空间站中可以进行正 常锻炼的健身项目是 A 拉弹簧拉力器B 俯卧撑 C 引体向上D 仰卧起坐 答案 A 解析 在空间站中 所有物体皆处于完全失重状态 所以与重力有关的现象消失 只有拉 弹簧拉力器可行 3 2011 江苏学测 如图 3 所示 小车内两根不可伸长的细线 AO BO 拴住一小球 其中 BO 水平 小车沿水平地面向右做加速运动 AO 与 BO 的拉力分别为 FTA FTB 若加速度 增大 则 图 3 A FTA FTB均增大B FTA FTB均减小 C FTA不变 FTB增大D FTA减小 FTB不变 答案 C 解析 小球沿水平方向做加速直线运动 根据牛顿第二定律 小球所受合外力方向水平向 右 小球受到重力和两根细线的拉力 FTA FTB作用 将小球所受力分解到水平和竖直方向 上 两个方向上分别满足 Fx max Fy may 0 FTA的竖直分力等于小球重力 所以 FTA保 持不变 FTB减 FTA的水平分力等于 ma 所以 FTB增大 4 2017 苏州学测模拟 如图 4 所示 一倾角为 的光滑斜面向右做匀加速运动 质量为 m 的物体 A 相对于斜面静止 则斜面运动的加速度为 图 4 A gsin B gcos C gtan D g tan 答案 C 解析 A 物体受到重力和支持力作用 两个力的合力方向一定为水平方向 大小为 mgtan 所以加速度为 gtan 5 2016 届南京学测模拟 如图 5 甲所示 质量 m 5 kg 的物体静止在水平地面上的 O 点 如果用 F1 20 N 的水平恒力拉它 运动的位移 时间图象如图乙所示 如果水平恒力变为 F2 运动的速度 时间图象如图丙所示 取 g 10 m s2 图 5 1 求物体与水平地面间的动摩擦因数 2 求拉力 F2的大小 3 在拉力 F2的作用下运动 2 s 时间后撤去拉力 物体还能运动多远 答案 见解析 解析 1 由题图乙可知在拉力 F1作用下 物体做匀速直线运动 Ff F1 20 N Ff FN mg 解得 0 4 2 由题图丙可知 a 2 m s2 F2 Ff ma 解得 F2 30 N 3 Ff x 0 mv2 1 2 解得 x 2 m 1 2017 南师大附中模拟 下列说法正确的是 A 静止或做匀速直线运动的物体 一定不受外力作用 B 当物体的速度等于零时 物体一定不受外力作用 C 当物体的速度发生变化时 物体一定受到了外力作用 D 当物体受到的合外力为零时 物体一定做匀速直线运动 答案 C 2 2017 扬州市宝应县高二下学期模拟 关于物理量或物理量的单位 下列说法正确的是 A 在力学范围内 国际单位制都规定长度 质量 速度为三个基本物理量 B 后人为了纪念牛顿 把 牛顿 作为力学中的基本单位 C m kg N 都是国际单位制的单位 D 1 N kg 9 8 m s2 答案 C 3 2015 江苏学测 飞机从南京禄口机场起飞后 飞机攀升过程中 假设竖直方向向上先做 加速运动后做减速运动 该过程飞行员 A 一直处于失重状态B 一直处于超重状态 C 先处于失重状态 后处于超重状态D 先处于超重状态 后处于失重状态 答案 D 4 如图 6 所示 物体 A 的质量为 10 kg 放在水平地面上 物体 A 与地面间的动摩擦因数 0 2 如果用与水平面成 30 角的力拉它 为了产生 1 m s2的加速度 F 需要多大 g 取 10 m s2 图 6 A 20 N B 28 NC 31 N D 50 N 答案 C 解析 以物体 A 为研究对象 物体 A 的受力情况如图所示 根据牛顿第二定律列方程 水平方向 Fcos 30 FN ma 竖直方向 FN Fsin 30 mg 0 联立以上两式解得 F mg ma cos 30 sin 30 代入数据解得 F 31 N 5 如图 7 所示 光滑固定斜面上有一滑块自斜面顶端 A 自由滑向底端 B 下列四幅图象中 可用来表示滑块这一运动过程的是 图 7 答案 C 解析 滑块沿斜面向下做匀加速直线运动 C 项正确 6 如图 8 所示 在阻力可以忽略的冰面上 质量为 60 kg 的男同学和质量为 50 kg 的女同学用 一根轻绳做 拔河 游戏 当女同学的加速度大小是 0 6 m s2时 男同学的加速度大小是 图 8 A 0B 0 5 m s2 C 0 6 m s2D 0 72 m s2 答案 B 解析 由题意知 女同学拉男同学的力与男同学拉女同学的力大小相等 对女同学有 F ma 50 0 60 N 30 N 对男同学由 F Ma 得 a m s2 0 5 m s2 故 B 正确 F M 30 60 7 2017 南京学测模拟 一质量为 m 的人站在电梯中 电梯加速上升 加速度大小为 g g 3 为重力加速度 人对电梯底部的压力为 A mgB mg 1 3 2 3 C mgD mg 4 3 答案 D 解析 根据牛顿第二定律有 F mg ma 解得 F mg 4 3 8 2017 江苏学测 如图 9 所示 A B 两个物块叠放在光滑水平面上 质量分别为 6 kg 和 2 kg 它们之间的动摩擦因数为 0 2 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 取 g 10 m s2 现对 A 施加水平拉力 F 要保持 A B 相对静止 F 不能超过 图 9 A 4 N B 8 NC 12 ND 16 N 答案 D 解析 以 B 为研究对象 最大加速度为 mBg mBa 以 AB 为整体 有 F mA mB a 解 得 F 16 N 9 2016 届无锡学测模拟 蹦极 是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处 从几 十米高处跳下的一种极限运动 某人做蹦极运动 所受绳子拉力 F 的大小随时间 t 变化的 情况如图 10 所示 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动 重力加速度为 g 据图可知 此人 在蹦极过程中最大加速度大小约为 图 10 A gB 2g C 3gD 4g 答案 B 解析 绳子拉力 F 3mg 时加速度最大 为 a 2g 方向竖直向上 B 项正确 F mg m 10 2017 南京学测模拟 必修科目 最后一考 如图 11 所示 水平传送带始终以速度 v1顺时 针转动 一物体以速度 v2 v2 v1 滑上传送带的左端 则物体在传送带上的运动是 假设传送 带足够长 图 11 A 先加速后匀速运动B 一直加速运动 C 一直减速直到速度为 0D 先减速后匀速运动 答案 D 11 2012 江苏学测 水平地面上的物体在水平恒力 F 的作用下由静止开始运动 一段时间 后撤去 F 其运动的 v t 图象如图 12 所示 若物体与地面间滑动摩擦力的大小为 Ff 则 F 的大小为 图 12 A F FfB F 1 5Ff C F 2FfD F 3Ff 答案 C 12 2017 泰州中学模拟 木块以一定的初速度沿粗糙斜面上滑 后又返回到出发点 若规 定沿斜面向下为速度的正方向 下列各图象中能够正确反映该木块运动过程的速度随时间 变化的关系的是 答案 A 解析 设斜面倾角为 上滑时木块的加速度为 a1 gsin gcos 下滑时木块的加速度 为 a2 gsin gcos 由 a1 a2 可知选项 A 正确 13 2017 盐城学测模拟 如图 13 所示 某公路上行驶的两汽车之间的安全距离 x 120 m 当前车突然停止时 后车司机从发现这一情况 经操纵刹车 到汽车开始减速所经历 的时间 即反应时间 t0 1 s 汽车以 v 20 m s 的速度匀速行驶 刹车后汽车加速度大小为 a 5 m s2 取 g 10 m s2 求 图 13 1 刹车后汽车减速运动时间 2 轮胎与路面间的动摩擦因数 3 汽车安全行驶的最大速度 答案 1 4 s 2 0 5 3 30 m s 解析 1 v at1 t1 4 s v a 2 由牛顿第二定律得 mg ma 解得 0 5 3 x vmaxt0 at2 1 2 t vmax a 整理得 v 1 200 10vmax 0 2max 解得 vmax 30 m s 14 2017 南师大附中模拟 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器 其质量 m 2 kg 动力 系统提供的恒定升力 F 28 N 试飞时 飞行器从地面由静止开始竖直上升 设飞行器飞 行时所受的阻力大小不变 g 取 10 m s2 飞行器飞行 t 8 s 时到达高度 H 64 m 1 求飞行器匀加速上升的加速度 a 的大小 2 求 t 8 s 时飞行器的速度 v 的大小 3