牛頓第二定律-1

牛頓第二定律牛頓第二定律考點(diǎn)一：考點(diǎn)一：牛頓第二定律一、牛頓第二定律的表達(dá)式1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2．表達(dá)式F＝kma，其中力F指的是物體所受的合力．二、力的單位1．力的國(guó)際單位：牛頓，簡(jiǎn)稱(chēng)牛，符號(hào)為N.2．“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫作1N，即1N＝1kg·m/s2.3．公式F＝kma中k的取值(1)k的數(shù)值取決于F、m、a的單位的選取．(2)在質(zhì)量的單位取kg，加速度的單位取m/s2，力的單位取N時(shí)，F(xiàn)＝kma中的k＝1，此時(shí)牛頓第二定律可表示為F＝ma.考點(diǎn)深化考點(diǎn)深化1．對(duì)牛頓第二定律的理解(1)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a為物體的實(shí)際加速度；若F是某一個(gè)力，加速度a為該力產(chǎn)生的加速度．(2)a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素．(3)F、m、a三個(gè)物理量的單位都為國(guó)際單位制單位時(shí)，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma.2．牛頓第二定律的四個(gè)性質(zhì)(1)因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度．(2)矢量性：F＝ma是一個(gè)矢量式．物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同．(3)瞬時(shí)性：加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失．(4)獨(dú)立性：作用在物體上的每一個(gè)力都產(chǎn)生加速度，物體的實(shí)際加速度是這些加速度的矢量和．合外力、加速度、速度的關(guān)系1．力與加速度為因果關(guān)系：力是因，加速度是果．只要物體所受的合外力不為零，就會(huì)產(chǎn)生加速度．加速度與合外力方向是相同的，大小與合外力成正比(物體質(zhì)量一定時(shí))．2．力與速度無(wú)因果關(guān)系：合外力方向與速度方向可以相同，可以相反，還可以有夾角．合外力方向與速度方向相同時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)，相反時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng)．3．兩個(gè)加速度公式的區(qū)別a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定義式，是比值定義法定義的物理量，a與v、Δv、Δt均無(wú)關(guān)；a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，加速度由物體受到的合外力及其質(zhì)量決定．例題精講例題精講1．1687年，牛頓出版了人類(lèi)科學(xué)史上最偉大的著作—《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，牛頓提出了著名的牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)三定律和萬(wàn)有引力定律。下列有關(guān)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的說(shuō)法正確的是（）A．牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零情況下的特例B．向尾部噴氣使火箭加速的過(guò)程，可用牛頓第二定律和牛頓第三定律解釋C．我們用力提一個(gè)很重的箱子，卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有矛盾D．根據(jù)牛頓第二定律，運(yùn)動(dòng)物體的速度方向必定與其所受合力的方向相同2．滑索是一項(xiàng)體育游樂(lè)項(xiàng)目。游客從起點(diǎn)利用自然落差加速向下滑行，越過(guò)繩索的最低點(diǎn)減速滑至終點(diǎn)。不考慮空氣對(duì)人的作用力，如圖中能正確表示游客加速下滑或減速上滑的是（）A．加速下滑 B．加速下滑C．減速上滑 D．減速上滑3．質(zhì)量為0.5kg的智能玩具車(chē)在水平面上由靜止做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)，第1s內(nèi)通過(guò)的位移是0.4米，則正確的結(jié)論有（

） 24．由牛頓第二定律可知，物體的加速度與是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)增大、同時(shí)減小，加速度的方向與方向始終相同，加速度隨的變化而同時(shí)變化。5．雨滴大約在1.5km的高空生成并從靜止開(kāi)始下落。試根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律計(jì)算到達(dá)地面時(shí)的速度約為m/s（，結(jié)果保留整數(shù)）。查資料可知，落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m/s，試說(shuō)明結(jié)果相差大的主要原因?？键c(diǎn)考點(diǎn)二：牛頓第二定律應(yīng)用1．應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟(1)確定研究對(duì)象．(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫(huà)出受力分析圖，明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程．(3)求出合力或加速度．(4)根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．2．應(yīng)用牛頓第二定律解題的方法(1)矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，物體所受合力的方向即加速度的方向．(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體所受的合外力．①建立直角坐標(biāo)系時(shí)，通常選取加速度的方向作為某一坐標(biāo)軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，F(xiàn)y＝0(或Fx＝0，F(xiàn)y＝ma)．②特殊情況下，若物體的受力都在兩個(gè)互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fx＝max,Fy＝may))列方程求解．6．實(shí)際生活中，我們坐車(chē)常常能感受到“推背感”，這是由于座椅和乘客后背之間擠壓所導(dǎo)致的，以下說(shuō)法正確的是（）A．人感受到的“推背感”是由于人的后背形變產(chǎn)生的B．汽車(chē)加速時(shí)，加速度越大，“推背感”越明顯C．汽車(chē)減速時(shí)，加速度越大，“推背感”越明顯D．勻速行駛時(shí)，汽車(chē)時(shí)速越大，“推背感”越明顯7．如圖所示，細(xì)繩一端固定在墻上，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平輕彈簧支撐，靜止時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為（已知重力加速度為g，，）下面說(shuō)法正確的是（）A．小球靜止時(shí)彈簧的彈力大小為B．小球靜止時(shí)細(xì)繩的拉力大小為C．剪斷細(xì)繩瞬間小球的加速度為D．剪斷彈簧瞬間小球的加速度為8．如圖所示，小球與輕彈簧、水平細(xì)繩相連，輕彈簧、細(xì)繩的另一端分別固定于P、Q兩點(diǎn)。小球靜止時(shí)，輕彈簧與豎直方向的夾角為。小球的質(zhì)量為m，重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧彈力大小為B．小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，細(xì)繩中彈力大小為C．僅剪斷細(xì)繩的瞬間，小球的加速度大小為D．僅剪斷細(xì)繩的瞬間，小球的加速度方向水平向左9．如圖所示，列車(chē)沿水平方向行駛，進(jìn)站前列車(chē)減速，減速過(guò)程中懸掛小球的細(xì)線(xiàn)與豎直方向向左偏θ=30°角不變，水平桌面上的水杯A未滑動(dòng)，已知A的質(zhì)量為m，重力加速度為g，，則水杯A受到的靜摩擦力大小為，方向（選填“水平向左”或“水平向右”）。10．如圖，小球在水平輕繩和輕彈簧拉力作用下靜止，彈簧與豎直方向夾角為。設(shè)重力加速度為g，若從A點(diǎn)剪斷彈簧瞬間，小球的加速度大小為，若從B點(diǎn)剪斷輕繩瞬間，小球加速度大小為。11．如圖甲所示，鳥(niǎo)兒像標(biāo)槍一樣一頭扎入水中捕魚(yú)，設(shè)小鳥(niǎo)的俯沖是自由落體運(yùn)動(dòng)，入水中后繼續(xù)沿豎直方向做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其vt圖像如圖乙所示，設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，最大速度為18m/s，則整個(gè)過(guò)程下落的高度為m，小鳥(niǎo)在水中運(yùn)動(dòng)的平均阻力為其重力的倍。（g=10m/s2）課后作業(yè)課后作業(yè)12．已知羽毛球所受的空氣阻力與速度大小成正比，如圖所示，將一個(gè)羽毛球豎直向上擊出，若羽毛球落地前還沒(méi)有做勻速運(yùn)動(dòng)，則羽毛球從被擊出到落地前（）A．加速度大小一直減小，方向一直不變B．加速度大小一直減小，上升和下降時(shí)加速度方向相反C．加速度大小先增大后減小，上升和下降時(shí)加速度方向相反D．加速度大小先減小后增大，方向一直不變13．小巴同學(xué)用手平托力傳感器，力傳感器上方放一茶杯，當(dāng)茶杯被上下移動(dòng)時(shí)，得到如圖所示的某一時(shí)段的F—t圖像，由圖可知t1~t2時(shí)間內(nèi)，手掌的運(yùn)動(dòng)不可能是（）A．一直向下運(yùn)動(dòng)最后靜止 B．一直向下運(yùn)動(dòng)最后勻速C．一直向上運(yùn)動(dòng)最后靜止 D．一直向上運(yùn)動(dòng)最后勻速14．如圖所示，質(zhì)量為的靜置在支架斜面上，斜面與水平面的夾角為，與接觸面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是（）A．手持支架向上勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，受到的支持力與靜止時(shí)受到的支持力相等B．支架斜面對(duì)的摩擦力大小為，方向沿斜面向上C．手持支架向左做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，可能不受支持力D．手持支架向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)且與支架間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，可能不受摩擦力四、多選題15．足球比賽中，某隊(duì)甲、乙隊(duì)員表演了一次精彩的直塞球傳遞：在甲、乙相距L時(shí)，甲將足球以15m/s的初速度沿水平地面?zhèn)鞒?，速度方向沿甲、乙連線(xiàn)，在球傳出的同時(shí)，乙由靜止開(kāi)始沿二者連線(xiàn)向遠(yuǎn)離甲的方向運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程的v—t圖像如圖所示，當(dāng)t=3s時(shí)乙與球到達(dá)同一位置，重力加速度為10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（）A．0~3s內(nèi)足球和運(yùn)動(dòng)員乙相遇兩次B．足球所受阻力大小是其重力的C．乙與足球相遇時(shí)足球的位移為75mD．甲乙間最初距離L16．如圖（a）所示的無(wú)人機(jī)具有4個(gè)旋翼，可以通過(guò)調(diào)整旋翼傾斜度而產(chǎn)生不同方向的升力。某次實(shí)驗(yàn)，調(diào)整旋翼使無(wú)人機(jī)受豎直向上的恒定升力F從地面靜止升起，到達(dá)穩(wěn)定速度過(guò)程中，其運(yùn)動(dòng)圖像如圖（b）所示。假設(shè)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)受到的空氣阻力與速率成正比，即，方向與速度方向相反，則下列說(shuō)法正確的是（）A．無(wú)人機(jī)在第內(nèi)的位移等于B．無(wú)人機(jī)在第內(nèi)的速度變化量大于第內(nèi)的速度變化量C．空氣給無(wú)人機(jī)的作用力逐漸增大D．空氣給無(wú)人機(jī)的作用力逐漸減小五、填空題17．如圖，質(zhì)量為3kg的物體A靜止在豎直的輕經(jīng)彈簧上面。質(zhì)量為2kg的物體B用細(xì)線(xiàn)懸掛起來(lái)，A、B挨在一起但A、B之間無(wú)壓力，此時(shí)彈簧的彈力大小為N。某時(shí)刻將細(xì)線(xiàn)剪斷，則細(xì)線(xiàn)剪斷后瞬間，A對(duì)B的支持力大小為N（彈簧在彈性限度范圍內(nèi)，g取10m/s2）。18．如圖，質(zhì)量為5kg的物體，在F=20N的水平拉力作用下，沿粗糙水平桌面做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知桌面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取g=10m/s2，則物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的滑動(dòng)摩擦力N，加速度大小為m/s2。19．“百公里加速”是汽車(chē)動(dòng)力最直觀的體現(xiàn)，百公里加速是指汽車(chē)速度從0到100km/h的加速時(shí)間。質(zhì)量為2000kg的某新能源汽車(chē)，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平路面上的百公里加速時(shí)間是8s，若在這個(gè)時(shí)間內(nèi)把汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)看成是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2，則其加速度大小為m/s2，汽車(chē)的牽引力大小為N。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）六、解答題20．如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，懸掛在定滑輪上，P的下方用輕質(zhì)彈簧連接在地面上，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知P、Q的質(zhì)量分別為m、2m，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，彈簧不超過(guò)彈性限度，不計(jì)摩擦和空氣阻力。（1）求彈簧的伸長(zhǎng)量x；（2）當(dāng)把彈簧剪斷