专题2牛顿第二定律两类动力学问题-2019高考物理一轮复习考点大通关解析版

1、第2节牛顿第二定律及其应用考点精讲一、牛顿第二定律1 .内容物体加速度的大小跟作用力成正上J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a=或F=ma.3 .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).(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子卜低速运动(远小于光速)的情况.4 .牛顿第二定律的五性”矢量性F=maa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(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，

2、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.(3)a=vT：是加速度的定义式，a与加、At无直接关系；a=F是加速度的决定式，aF,a.Atmm二、力学单位制1 .单位制由基本单位和导出单位组成.2 .基本单位基本量的单位.力学中的基本量有三个，它们分别是质量、同、长医它们的国际单位分别是千克、也、米.3 .导出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mm千克kg时

3、间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K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.(2)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:由力求运动#一一牛梗第二定律,(受力情况f加避度)由运动求力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.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

4、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)，则采用芷交分解法”.5 .两类动力学问题的解题步骤根据问题的需耍和解题的方便，逸出被研究的物体一研究对象可以是某个物体.也可以是几个物体构成的系统，商好受力分析倒、情景示意图，明确物体的运动性质和运动过程一通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标的正方向一若物体只受两个共点力作用，常用号成法；若物体受锄3个或3个以上不在同-仃线上的力的作用，-搬用正交分解法.根据牛顿第二定律干白=或M列方程求解，必要时还要对结果进行1寸论一考点精练题组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

5、（）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B,由m=F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aC,由a=F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mD,由m=F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a【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。2 .关于牛顿第二定律的下列说法中，不正确的是（）A.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

6、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.一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A、B、D正确，C错误.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,3.（多选）关于速度、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

7、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=10kg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=20N的作用，则物体产生的加速度是（g取10m/s2）（）二一A.0B.4m/s2,水平向右C.2m/s2,水平向左D.2m/s2,水平向右【答案】B【解析】物体水平向左运动，所受滑动摩擦力水平向右,尸产网g=20N,故物体所受合外力产噌=a+产=40N,由牛顿第二定律可得”=94

8、m方向水平向右，B正确小5 .如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成口角的拉力作用下沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为则木块的加速度为（）A.C.FMFcos：-MgMB.D.Fcos;MFcosa-N(Mg-Fsin)M【解析】对木块受力分析，由牛顿第二定律可得:Fsina+N-Mg=0,Fcosaf=Ma,f=RN,一日FcosS-叫Mg-Fsin口）、止用十多、生存八”七珏口求得a=,选项D正确，选项ABC错庆。a(aw0)6 .质量为m的物体放在水平面上，当用大小为F的水平恒力作用于物体时，产生的加速度大小为当用大小为2F的水平恒力作用在

9、物体上时，产生的加速度大小为B.可能等于2aD.可能小于2aA.可能等于aC.可能大于2a【答案】BC【解析】当水平面是光滑面时，水平力变为2尸，由牛顿第二定律产=用。得此时加速度也将变为原来的两倍j当水平面是粗糙面时，物体受阻力作用，设阻力为水平力为产时，合力为Ff,当水平力变为产时,合力变为2F-Ffj且2F-Fi2（F-F4所以此时加速度大于2张题组2两类动力学问题1.甲、乙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的关系为（）A.Xa=xBB-xA=3xB一1C.XaqXbD.Xa9xB3【答案】A【解析】两

10、物体都做匀减速运动，甲物体的加速度a甲=皿=红蟹=pg乙物体的加速度2乙=且=上更=m甲m甲m乙m乙科且又由运动学公式v2=2ax知甲、乙两物体初速度相等，加速度相等，所以位移相等。2 .民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机，一般还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来，若机舱离气囊的底端的竖直高为3.2m,气囊所构成的斜面长度为4.0m,一个质量为60kg的人从气囊上滑下时所受的阻力为240N,则人滑至气囊底端时速度为m/so【答案】42m/s【解析】设斜面倾角为0,则sin9

11、=0.8,根据牛顿第二定律：mgsin0-F=ma可得a=4m/s2,根据运动学公式v2=2ax,v=42m/s。3 .质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图所示，两条直线分别表示物体受到水平拉力和不受拉力作用的v-t图线，则图线b与上述的情况相符，该物体受到的拉力是。【答案】受拉力作用1.8N解析由v-Z图象可以计算出图线口的加速度9=-j用/=-15明第，图线b的加速度g=5推f=。一75斗O溺学，由此可以判定额戈。表明在做匀减速运动，即不受拉力作用图线占表明物体在做匀加速直线运动,即受拉力作用中由。图线列方程：玲=常&？对。列方程：尸一%=那6，由、舔：尸二帧Za4-(a)=0.S

12、x(1.5+0.75)N=1.8Ni4 .质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10m/s2,则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为()L那K;：4036912枷A.18mB.54mC.72mD.198m【答案】B【解析】根据滑动摩擦力定义可知，物体运动过程中所受滑动摩擦力Ff=mg=4N,所以03s物体所受外力等于最大静摩擦力，物体恰能保持静止状态。在以后的过程中，物体交替做匀加速直线运动和匀

13、速直线运动。匀加速直线运动过程中物体的加速度a=FFf=2m/s2,所以36s物体做匀速直线运动，物体的m1二位移x1=2at2=9m;6s末的速度v=at=6m/s;69s物体做匀速直线运动，物体的位移x2=vt=18m;912s物体继续做匀加速直线运动，位移x3=vt+-at2=27m,因此012s物体的位移x=Xi+x2+x3=54m,B项正确。5.用平行于斜面的力推动一个质量为m的物体沿着倾斜角为”的光滑斜面由静止向上运动，当物体运动到斜面的中点时撤去推力，物体恰能滑到斜面顶点，由此可以判定推力F的大小必定是()A.2mgcosaB.2mgsinaC.2mg(1sino)D.2mg(1

14、+sina)【答案】B【解析】有推力F时，a=Fmgsin0c,撤去F后，a=gsina,由v2=2ax,有：a=a,即：F-mgsina=gsina,mmF=2mgsina,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2C.在厘米克秒制中，重力加速度g的值等于9.8厘米/秒D.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】力的单位不是基本单位，焦、米不是力的单位，厘米克秒制中，重力加速度

15、的单位不是8厘米秒九2,下列说法中不.正确的是（）A.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1N=1kgm/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，通过物理公式运算的结果的单位一定为

16、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/s；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=0.02（0i2=0.004NC.F=ma=0.02kg（0i2m/s2=0.004ND,F=ma=0.02（0gtan。时，网球才向上运动，由于gsin长gtan依故球不一定沿球拍向上运动，故D错误.项中正确的是（）【答案】B4 .某物体做直线运动的v-t图像如图所示，据此判断图（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选68s匀减速，且26s内加【解析】由vt图像知，02s匀加

17、速，24s匀减速，46s反向匀加速,速度恒定，由此可知：02s内，F恒定，26s内，F反向，大小恒定，68s内，F又反向且大小恒定,故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=1m/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尸0.1,A、B间的距离为2m,g取10m/s2若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则（）J1甲乙A.乘客与行李同时到达B处B.乘客提前0.5s到达B处C.行李提前0.5s到达B处D.若传送带速度

18、足够大，行李最快也要2s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=科罗1m/s2,历时t=a=1s达到共同速度，位移xi=殳i2x=0.5m,此后仃李匀速运动t2=1.5s到达B,共用2.5s。乘客到达B,历时t=-=2s,故B正确。vv若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin=s=2s,D项正确。6 .如图所示，传送带与地面的倾角仁37。，从A到B长度为16m,传送带以10m/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0.5kg的物体。它与传

19、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)【答案】2s【解析】第一阶段受力如图甲所示:甲乙物体由静止加速，直至速度为10m建设此过程物体的加速度为包，由牛顿第二定律得服分由8+即喝cq巾二用如，所以tJfi=gsin4-cos=10x(0.fi+0.5x0s;?物体加速至与传送带速度相等需要的时间为：的s=f物体加速至与传送带速度相等所发生的位移为：户%汨=%0小m=5m。第二阶段受力如图乙：直至滑动B点，设此过程物体的加速度为3由牛顿第二律得：巡曰武一3衅03=冽6,所以冷=对口9一”群口的=1。找06-03m08)垣5之二2m承,又设后一阶段物体滑至底端所用的时间为0由于/一工二选+；爪代入数值可解得后1-11乂舍去)所以，物体由月到3的总时间为f=ri+/2=2sot=1s.已知斜面长度L=1.5m,7 .如图所示，一物体以v0=2m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时斜面的倾角0=30,重力加速度取g=10m/s2求：(1)物体滑到斜面底端时的速度大小；(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.【答案】(1)1m/s(2)1m/s2方向沿斜面向上(3)平5【解析】(1)设物体滑到斜面底端时速度为v,则有：L=t代入数据解得：v=1m/s（2）因vvv0物体