2019高考物理一轮复习考点大通关专题3.2牛顿第二定律两类动力学问题学案

1、专题 3.2 牛顿第二定律 两类动力学问题考点精讲一、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. 加速度的方向与作用力的方 向相同.2.表达式EQ * jcO * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(Fa= m,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(F,m3.适用范围（1）只适用于惯性参考系（相对地面静止或做匀速直线运动的参考系只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况.4.牛顿第二定律的“五性”矢量性F-ma是矢量式，a与F同向瞬时性a与F对应同一时刻因果性F是产生a的

2、原因同a、F、m对应同一个物体，一性应用时统一使用 SI 制独每一个力都产生各自的立性加速度5.合力、加速度、速度间的决定关系或F=ma2(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要合力不为零，不管速度是大是小,或是零，物体都有加速度，只有合力为零时，加速度才为零.一般情况下，合力与速度无必 然的联系.(2)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动.EQ * jcO * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(v(3)a=At,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11( v, t 是加速度的定义式，a与A

3、v、At无直接关系；a=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(Fm,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(F,m是加速度的决定式，EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(1a*F,a* m,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(1,m.二、力学单位制1.单位制 A .由基本单位和导出单位组成.2. 基本单位jf基本量的单位力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单 位分别是千克、秒、米.3. 导出

4、单位由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位.4国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K3物质的量n摩尔mol发光强度IV坎德拉cd三、两类动力学问题1 两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况.已知运动情况求物体的受力情况.2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图所 示:3. 解决两类动力学基本问题应把握的关键(1) 两类分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析；(2) 一个“桥梁”：物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁.

5、4. 解决动力学基本问题时对力的处理方法(1) 合成法：在物体受力个数较少 (2 个或 3 个)时一般采用“合成法”.(2) 正交分解法：若物体的受力个数较多(3 个或 3 个以上)，则采用“正交分解法”.45.两类动力学问题的解题步骤明彌研発对線一动状愚分析&；ii 曲 I 止厅间或根世円霑的需塑和解麗的方便选出讓 瞬究的物常研宛对以見慕亍物花 也町比品几个鞫怵构就的第恤曲対受力分折阳、则和靭体帕込虜性禰和运甬过艸迪常氐加遽按的方向为正方向建以加逋 度方向为某亠嘩林的我方跑端定件外力心卜-刿方程戍蘇卜若物体只爱熠个捷点力柞川*龍用仔 直肚：若物诵受剑 3 牛或 J 个 IU 上不在

6、网总锐上的力的作用* 砂圧交徐|磁根据牛锁賂一定律&冋慣更:咖Ifr=Wl.列力程求解,必翌吋还攻时站卑进疔讨论.考点精练题组 1 牛顿第二定律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成正比，与物体的加速度成反比EQ * jcO * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(FB.由m= a,EQ *jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(F,a可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比EQ * jc0 * Fon t:Calibri *

7、 hps24 o(sup 11(FC.由a=m,EQ*jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(F,m可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(FD.由 m= a,EQ *jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(F,a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得【答案】CD【解析】a、m F三个物理量的决定关系是，力F和质量m决定了加速度a,而加速度a不能决定力的大小或质量的大小。52关于牛顿第二定律的下列说法中，不正确的

8、是( )6A. 物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定，与物体的速度无关B. 物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定，与速度方向无关C. 物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的D. 旦物体所受合外力为零，则物体的加速度立即为零，其运动速度将不再变化【答案】 C【解析】 对于某个物体， 合外力的大小决定了加速度的大小， 合外力的方向决定了加速度的 方向，而速度的方向与加速度方向无关. 根据牛顿第二定律的瞬时性特征， 合外力一旦为零， 加速度立即为零，则速度不再发生变化， 以后以此时的速度做匀速直线运动，综上所述，A、B D 正确，C 错误.3.( 多选)关于速

9、度、加速度、合外力之间的关系，正确的是( )A. 物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B. 物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C. 物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D. 物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零【答案】 CD【解析】物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关，故C D 正确，A、B 错误.4. 如图所示，质量 m= 10 kg 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F= 20 N 的作用，则物体产生的加速度是(g取210 m/s2)( )1Z7A. 0

10、B. 4 m/s2，水平向右2 2C. 2 m/s，水平向左D . 2 m/s ,水平向右【答案】B【解析】物体水平向左运动，所受滑动摩撫力水平向右，ina，故 B 正确。题组 3 力学单位制1.下列叙述中正确的是（）A. 在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位选定为基本单位B. 牛顿、千克、米/秒2、焦、米都属于力的单位CjC.在厘米克秒制中，重力加速度g 的值等于 9.8 厘米/秒2D. 在力学的计算中，若涉及的物理量都采用同一种国际单位制中的单位，则所计算的物理量的单位也是同一国际单位制中的单位【答案】D【解析】力的里位不是基本单位，焦、米不是力的里位，厘米克秒制中，重力

11、那速度的单位不是氷厘米2.A.下列说法中不 正确的是（）在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位B. 因为力的单位是牛顿，而1 N = 1 kg m/s2,所以牛顿是导出单位C. 各物理量采用国际单位，通过物理公式运算的结果的单位一定为国际单位D.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系【答案】A【解析】“力”虽然是力学中的一个最基本的概念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位。力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位。物理公式不仅确定了13物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系。已知量采用国际单位，通过物理

12、公式运算的结果的单位一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此。3. 质量m=20g 的物体，测得它的加速度a=20cm/s2,则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又规范简洁的是（）A.F=ma=20X20=400NB.F=ma=0.02x0.2=0.004N2C.F=ma=0.02kgx0.2m/s =0.004N D.F=ma=0.02x0.2N =0.004N【答案】D2 2【解析】 统一单位，m=0.02kg ,a=20cm/s =0.2m/s ,由牛顿第二定律可得F= min0D.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为EQ * jc0 * Font:Calibr

13、i * hps21 o(sup 9(12,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(1,2gsi n0【答案】D0的光滑斜面固定在地面上，弹细线被烧断的瞬间，下列说法中正19【解析】对.45的整体细线披烧断的瞬间，不再受细线的拉力作用整徉的受力情况岌生变化，合力不为零加速度不为零，故A错误,对球C,烧断细线后，由牛顿第二走律得哗期 9=叱,解得门=驴，方 向向下/故B错误；组成的系统为研究对象烧断纟前，卫、0静止，处于平衡状态，合力为零, 弹蓄的弹力尸3帼血砒烧断细线的瞬间、由于彈蕃鼻力不能突变,弹警弹力不变，由牛顿第二罡律得恥血&-加g劝&am

14、p;=2mctf贝惋速度口=*劝趴故D正确以B为研究对象由牛顿第二走律得丁一帼説&=mzr?解得故C错误.方法 2 分析变加速运动过程的方法诠释：根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度，再由加速度与速度的关系分析运动性质,即同向加速运动，反向减速运动。题组 5 分析变加速运动过程的方法1.在光滑的水平面上有一个物体同时受到水平力Fi和F2的作用，在第 1 s 内保持静止状态,若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是（）A. 在第 2 s 内物体做匀加速运动，加速度大小恒定，速度均匀增大B. 在第 5 s 内物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐增大C. 在第 3 s 内

15、物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度均匀减小D. 在第 6 s 末，物体的速度和加速度均为零【答案】B20【解析】在第蔦内，F 尸 Fy方向木皈，物体静止；在第2 5内，FQFj尺恒定斤变小，合方F变大加速度方向与鬥相同，为正7口逐渐变大，物体做变加速运动，速度方向与F方向一致，为正屯不正确*在第3咅內，尺继续变小，合力尸变大，加速疫继续逐渐变大，物体继续做变加速运动，C不正确。在第、$內，巴由零均匀增大到等于尸/合力均匀减小到零，力口速度均匀减小，合力方问与速度方向一致，速度 逐渐增大，B正确，在第心内，C=F“加速度为霧，速度不变，且与永末相同，不为零，物体做匀速 直线运动，D不正确。2

16、.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到0点并系住物体m现将弹簧压缩到A点，然后【解析】首先有两个问题应搞清楚：物体在A点所受弹簧的弹力大于物体与地面之间的摩/擦力（因为物体能运动）,物体在0点所受弹簧的弹力为 0,所以在A 0之间有弹力与摩擦 力相等的位置，故物体在A、0之间的运动应该是先加速后减速,A 正确、B 错误；0点所受弹簧的弹力为 0,但摩擦力不是 0,所以选项 C 错误；从A到0的过程加速度先减小、后增大，故选项 D 错误.3如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由下落，从小球与弹簧Xlb接触开始到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是（）释放

17、,物体可以一直运动到B点,如果物体受到的阻力恒定,则（）21A.加速度和速度均越来越小，它们的方向均向下22B.加速度先变小后变大，方向先向下后向上；速度越来越小，方向一直向下C. 加速度先变小后变大，方向先向下后向上；速度先变大后变小，方向一直向下D. 以上均不正确【答案】C【解析】根据牛顿第二定律，小球与彈蕃接触后，它的加速度的变化与所受合外力的变化罡一致的，因此,从分析小球所受合外力的娈化情况入手，即可知道小球的加速度变化.小球自由T落与弹齧接触后受到 两个力的作用，即重力和弹力，其中所受重力恒定，方向总杲竖直向下的，而所受弾力的大小随弹齧的压 缩量的増大而増大，方向一直竖直向上，因此，

18、在小球接触弹蓄后，刚开始的一段时间內重力大于弾力 它们二者的合力方向向T合力的犬小随弹齧压缩量的増大而减小，由嗎-心二叱可知 Q 口速度的方向向下，且逐渐减小，而速度与加速度的方向相同，速度大小是增大的，当弹力增大到与重力大小相等时，小球所受合力为零，加速度变为零，而速度方向不变，大小增大到最大，由于小球具有惯性，它仍将向下运动， 于是弹簧的压缩量继续增大， 弹力增大，其大小大于小球的重力，这样使小球所受的合力方向变为向上，且不断增大，由kxmg= ma可知，加速度的方向变为向上，并不断增大，速度的方向与加速度的方向相反，速度将逐渐减小，弹簧压缩量达到最大时，弹力增大到最大，加速度也达到最大，

19、而速度减小到零，之后，小球将被弹簧弹起而向上运动。4下图表示某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定（）A. 小球向前运动，再返回停止23B. 小球向前运动，再返回，不会停止24C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止【答案】C【解析】由Ft图象知：第 1s,F向前，第 2s,F向后，以后重复该变化，所以小球先加速运动 1s,再减速运动 1s, 2s 末刚好速度减为零，以后重复该过程，所以小球始终向前运动。题组6两类动力学问题的分析方法1. 一个原来静止的物体，质量是7 kg，在 14 N 的恒力作用下，则 5 s 末的速度及

20、5 s 内通过的路程为（）.A. 8 m/s 25 mB. 2 m/s 25 m0C. 10 m/s 25 mD.10 m/s 12.5 mA .【答案】C【 解析 】 物 体 由 静 止 开 始 在 恒 力 的 作 用 下 做 初 速 度 为 零 的 匀 加 速 直 线 运 动 . 由 牛 顿 第 二 定 律EQ * jcO * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(F和运动学公式得：a= m)EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(F,m=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(1422

21、7,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(14,7m/s=2 m/s,v=at=2X5EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(12m/s = 10 m/s ,x= 2,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(1,2at=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(12,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(1,2x2X25 m=25 m.2乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择若

22、某一缆车沿着坡度为30的山坡以加速度a上行，如图 325 所示.在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面， 斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）则（）25A.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C.小物块受到的滑动摩擦力为EQ * jcO * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(12,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(1,2m肝maD.小物块受到的静摩擦力为ma【答案】A【解析】 小物块相对斜面静止， 因此小物块与斜面间的摩攥力罡静摩摄力.缆车氏加速度症

23、上行， 小物块 的加速度也为亦以物块为研究对象，则有扛-也驴口3俨二煦b丹=知計阳，方向平行斜面向上故盒 正确,砂Cx D均错误.3趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为Mm球拍平面和水平面之间夹角为0，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则()A. 运动员的加速度为gta n0B.球拍对球的作用力为mg26C.运动员对球拍的作用力为(叶mgcos0D.若加速度大于gsin0，球一定沿球拍向上运动【答案】A【解析】网球受力如图甲所示,27【答案】B【解析】由vt图像知，02S匀加速, 减速，且 26S内加速度恒定，由此可知：恒定，68S内，F又反向

24、且大小恒定，故24S匀减速，46S反向匀加速，68S匀02S内，F恒定，26S内，F反向，大小B 正确。5.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙模型，紧绷的传送带始终保持v= 1 m/s 的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数卩=0.1 ,AB间的距离为 2 m,g取 10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v= 1 m/s 的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（）J1根据牛顿第二定律得FNS0=ma又FNCOS0=mg解得a=gtan0,FN=EQ * jcO * FOnt:Cali

25、bri * hps24 o(sup 11(mgCOS0,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(mg,cos0，故 A 正确、B错误；以球拍和球整体为研究对象，受力如图乙所示，根据平衡,（砒m gF=COS0, （M+m） g,cos0，故 C 错误；当agtan0gtan0，故球不一定沿球拍向上运动，故D 错误.运动员对球拍的作用力为0时，网球才gsin4.某物体做直线运动的v-1图像如图所示，据此判断图（F表示物体所受合力, 体的位移）四个选项中正确的是（）x表示物A.乘客与行李同时到达B处28B. 乘客提前 0.5 s 到达B处C. 行李提前 0

26、.5 s 到达B处D.若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处【答案】BD【解析】行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。加速度为a=卩g= 1 m/s2，历时11=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(va,EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(v,aEQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(v移X1= 2,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(

27、sup 11(v,2EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(2x1李匀速运动t2= v,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps24 o(sup 11(2 x1,v =1.5 s 到达B,共用 2.5 s。乘客到达B,历时t=EQ * jc0 * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(2v,EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps24 o(sup 11(2,v送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin=up 11(2X2up 11(2X2,1 s = 2 s , D 项正确。6

28、.如图所示，传送带与地面的倾角0= 37，从A到B长度为 16 m，传送带以 10 m/s 的 速率逆时针转动，在传送带上端A处无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体。它与传送带之间的动摩擦因数为 0.5，求物体从A运动到B所需的时间是s 。(sin37 = 0.6 ,cos37= 0.8)=1 s 达到共同速度，位t1= 0.5 m 此后行=2 s，故 B 正确。若传229【答案】2 s【解析】第一阶段受力如图甲所示:物休由静止加速，靑至速度为10吩设此过程物体的加速度为叭 由牛顿第二定律得哗引曲+s尹/二W所以Ti:=gsin4-gcosi9=10 x(0.ti+05x0.8) msl

29、Oms2,物体加速至与传送带速虔相等需要的9寸间 为：门二于=器$=1巧物体加速至与传送芾速度相等所发生的位移为：哎:丘=卜：1心小1=5叫 串二 阶段受力如图乙：直至滑动S点，设此过程物彳本的抱速度为 4 由牛顿第二律:哗土口日-训乳歸=如:,所:=sm-czg?as=Wx(0(5-0.5x08)mi;=2又设后一阶段物体渭至底端所用的时间为口由于 l尸曲+品总代入数倩可解得赴 mf戶-list舍去)，所以，物体由且封B的总3寸间为7.如图所示，一物体以V0= 2 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t= 1 s 已知2【答案】(1)1 m/s (2)1 m/s 方向沿斜面向上EQ *

30、 jc0 * Fon t:Calibri * hps21 o(sup 9(3 5,EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(3,5【解析】(1)设物体滑到斜面底端时速度为V,则有:EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(v02,EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(v0代入数据解得：V= 1 m/sg= 10m/s2.+ v+ v,2t加速度的大小为:(2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向;(3)物体与斜面间的动摩擦因数.=30,重力加速度取30因vvVo物体做匀减速运动

31、，加速度方向沿斜面向上,231EQ * jcO * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(v0 t,EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(v0 (3)物体沿斜面下滑时，受力分析如图所示.由牛顿定律得：Ffm(sin0= ma FN=mgc(s0Ff=卩FN联立解得：卩=EQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(a gcos0,EQ * jcO * Font:Calibri *hps21 o(sup 9(aEQ * jc0 * Fo nt:Calibri * hps21 o(sup 9(3 代

32、入数据解得：卩=5,EQ * jc0 * Font:Calibri * hps21 o(sup 9(3,5&如图所示为一条平直公路中的两段，其中A点左边的路段为足够长的柏油路面，A点右边路段为水泥路面已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为卩1,与水泥路面的动摩擦因数为卩2.当汽车以速度V。沿柏油路面行驶时，若刚过A点时紧急刹车后(车轮立即停止转 动)，汽车要滑行一段距离到B处才能停下；若该汽车以速度 2vo在柏油路面上行驶，突然发现B处有障碍物，需在A点左侧的柏油路段上某处紧急刹车，若最终汽车刚好撞不上障碍物，求：(重力加速度为g) 左- 一右(1) 水泥路面AB段的长度；(2) 在第二种情况下汽车运动了多长时间才停下？EQ * jcO * Fon t:Calibri * hps24 o(sup 11(1【答案】(1) 0 (2)卩 2,EQ * jcO * Font:Cali