人教新課標(biāo)牛頓第二定律精簡精煉 市賽獲獎(jiǎng)

3.牛頓第二定律一、牛頓第二定律1．牛頓第二定律表明，物體的加速度大小跟______成正比，跟__________成反比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是______或______．2．牛頓第二定律不僅確定了加速度和力大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系，即加速度的方向和力的方向______．3．根據(jù)牛頓第二定律，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，但是當(dāng)我們用一個(gè)較小的力去推較重的桌子時(shí)，卻推不動(dòng)它．你知道這是為什么嗎？二、力的單位4．在國際單位制中，力的單位是______，符號是______．使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生______加速度的力叫做______．1．關(guān)于物體的加速度和所受合外力的關(guān)系，有下列幾種說法，其中正確的是()A．物體所受的合外力為零，加速度一定為零B．合外力發(fā)生變化時(shí)，物體的加速度一定改變C．物體所受合外力的方向一定和物體加速度的方向相同D．物體所受合外力的方向可能和物體加速度的方向相反2．(2022江蘇學(xué)業(yè)水平測試，7)一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過程中，若所受的一切外力都突然消失，則由牛頓第二定律可知，該物體將()A．立即靜止B．改做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．改做變加速直線運(yùn)動(dòng)3．給靜止在光滑水平面上的物體，施加一個(gè)水平拉力，當(dāng)拉力剛開始作用的瞬間，下列說法正確的是()A．物體同時(shí)獲得速度和加速度B．物體立即獲得加速度，但速度仍為零C．物體立即獲得速度，但加速度仍為零D．物體的速度和加速度均為零4．灑水車是城市清潔公路的必備設(shè)備．假設(shè)灑水車的牽引力不變，所受的阻力也不變，沒有水時(shí)車勻速行駛，灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)情況將是()A．做變加速直線運(yùn)動(dòng)B．做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．車的加速度越來越大D．繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)5．如右圖所示，位于水平地面上的質(zhì)量為M的小木塊，在大小為F、方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動(dòng)，若木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則木塊的加速度為()A．F/MB．Fcosα/MC．(Fcosα－μMg)/MD．[Fcosα－μ(Mg－Fsinα)]/M6．(2022山東學(xué)業(yè)水平測試，17)如圖所示，質(zhì)量為60kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員，由斜坡頂端從靜止開始勻加速下滑90m到達(dá)坡底，用時(shí)10s，g取10m/s2.求：(1)運(yùn)動(dòng)員下滑過程中的加速度大小．(2)運(yùn)動(dòng)員受到的合力大?。?．(2022濱州高一檢測)關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)物體一定受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的力B．力是產(chǎn)生加速度的原因C．力是產(chǎn)生速度的原因D．物體所受的合力為零，物體的速度一定為零2．一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的物體靜止于光滑的水平面上，現(xiàn)在作用在物體上兩個(gè)水平拉力F1、F2，已知F1＝3N，F(xiàn)2＝4N，則物體的加速度大小可能是()A．m/s2B．m/s2C．4m/s2D．m/s23．如右圖所示，一物塊位于光滑水平桌面上，用一大小為F、方向如圖所示的力去推它，使它以加速度a向右運(yùn)動(dòng)．若保持力的方向不變而增大力的大小，則()A．a(chǎn)變大B．a(chǎn)不變C．a(chǎn)變小D．因?yàn)槲飰K的質(zhì)量未知，故不能確定a變化的趨勢4.(2022廣東高考文基，12)用輕繩系一質(zhì)量為m的砝碼并向上提起，當(dāng)繩中張力為T＝mg時(shí)，砝碼勻速上升．若繩中張力變?yōu)?T，則砝碼勻加速上升，其加速度a的大小為()A．a(chǎn)<gB．a(chǎn)＝gC．g<a<2gD．a(chǎn)＝2g5．在平直軌道上運(yùn)動(dòng)的車廂中有一個(gè)光滑水平桌面，桌面上用彈簧拴著一個(gè)小球，彈簧處于自然長度，如右圖所示．當(dāng)旅客看到彈簧的長度變長時(shí)，對火車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷可能的是()A．火車向右運(yùn)動(dòng)，速度在增加中B．火車向右運(yùn)動(dòng)，速度在減小中C．火車向左運(yùn)動(dòng)，速度在增加中D．火車向左運(yùn)動(dòng)，速度在減小中6．如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體靜止在平面直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)，某時(shí)刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10N，F(xiàn)2＝10eq\r(2)N，則物體的加速度()A．方向沿y軸正方向B．方向沿y軸負(fù)方向C．大小等于1m/s2D．大小等于eq\r(2)m/s27．一木箱質(zhì)量為20kg，放在水平地面上，它與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在F＝100N水平拉力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)中木箱受到摩擦力為多少？加速度多大？(取g＝10m/s2)8．如右圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg.(g取10m/s2,sin37°＝，cos37°＝(1)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況；(2)求懸線對球的拉力．9．如圖甲所示，一質(zhì)量為m的物體，系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)線上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)．(1)現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度；(2)若將圖甲中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖乙所示，其他條件不變，細(xì)線l2剪斷時(shí)物體的加速度又是多大？10．如下圖所示，直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火，懸掛著m＝500kg空箱的懸索與豎直方向的夾角θ1＝45°.直升機(jī)取水后飛往火場，加速度沿水平方向，大小穩(wěn)定在a＝m/s2時(shí)，懸索與豎直方向的夾角θ2＝14°.如果空氣阻力大小不變，且忽略懸索的質(zhì)量，試求水箱中水的質(zhì)量M.(取重力加速度g＝10m/s2；sin14°＝；cos14°＝答案與解析3．牛頓第二定律課前預(yù)習(xí)1．答案：作用力物體的質(zhì)量F＝maa＝eq\f(F,m)2．答案：總是相同3．答案：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度是物體受到的合力產(chǎn)生的，不是其中某個(gè)力產(chǎn)生的．用力推桌子推不動(dòng)，桌子除了受到推力之外，還受到地面的靜摩擦力，合力為零，加速度為零，所以桌子不動(dòng)．4．答案：牛頓N1m/s21牛頓(1N)課堂鞏固1．ABC2．B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，若所受的一切外力都突然消失，物體的加速度變?yōu)榱?，物體因慣性勻速運(yùn)動(dòng)，B正確．3．B根據(jù)牛頓第二定律，力和加速度是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，拉力剛開始作用的瞬間，物體立刻獲得一個(gè)加速度，但速度仍為零，因?yàn)樗俣鹊脑黾有枰獣r(shí)間，B正確．4．AC5．D取M為研究對象，其受力情況如圖所示，在豎直方向合力為零，即Fsinα＋FN＝Mg①在水平方向由牛頓第二定律得Fcosα－μFN＝Ma②由①②兩式得加速度a＝eq\f(Fcosα－μ(Mg－Fsinα),M).6．答案：(1)m/s2(2)108N解析：由x＝eq\f(1,2)at2，得a＝eq\f(2x,t2)＝eq\f(2×90,102)m/s2＝m/s2.(2)根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)＝ma＝60×N＝108N.課后檢測1．B做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體就不受力，力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生速度的原因．2．ABDF1、F2兩個(gè)力的合力范圍是1N≤F≤7N，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度的可能范圍≤a≤，A、B、D正確．3．A設(shè)F與水平方向的夾角為α，受力分析如圖，則由牛頓第二定律得：Fcosα＝ma，則：a＝eq\f(F,m)cosα，由上式可知，F(xiàn)增大，則a增大．4．B根據(jù)牛頓第二定律有：2T－mg＝ma，T＝mg，解得a＝g，B正確．5．BC取小球作為研究對象．由于彈簧變長了，故小球受到向左的彈力，即小球受到的合力向左．因?yàn)榧铀俣萢與F合同向，故小球的加速度方向向左．加速度a方向向左，并不能說明速度方向也向左，應(yīng)有兩種可能：(1)速度v向左時(shí)，v增大，做加速運(yùn)動(dòng)，C正確；(2)速度v方向向右時(shí)，a與v方向相反，速度v減小，做減速運(yùn)動(dòng)，B正確．6．C將F2沿x軸和y軸方向分解，它在y負(fù)方向的分力：F2y＝F2cos45°＝10eq\r(2)×eq\f(\r(2),2)N＝10N，在x軸上的分力F2x＝F2sin45°＝10N，y軸上的F2y與F1的合力為零，所以F1與F2的合力等于F2在x軸上的分力，即F合＝F2x＝10N，物體的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(10,10)m/s2＝1m/s2，方向沿x軸正方向，C正確．7．答案：80N1m/s2解析：木箱受的摩擦力F′＝μFN＝μmg＝×20×10N＝80N.在豎直方向木箱的重力和支持力平衡，木箱所受的合力F合＝F－F′＝100N－80N＝20N，木箱的加速度a＝eq\f(F合,m)＝eq\f(20,20)m/s2＝1m/s2.8．答案：(1)m/s2，方向水平向右(2)N解析：(1)球和車廂相對靜止，它們的運(yùn)動(dòng)情況相同，由于對球的受力情況知道得較多，故應(yīng)以球?yàn)檠芯繉ο螅蚴軆蓚€(gè)力作用：重力mg和線的拉力F，由于球隨車一起沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向．作出力的平行四邊形，如圖所示．球所受的合外力為F合=mgtan37°.由牛頓第二定律可求得球的加速度為a==gtan37°=m/s2加速度方向水平向右．車廂可能水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能水平向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．(2)由圖可得，線對球的拉力大小F==N=N.9．答案：(1)gsinθ(2)gtanθ解析：(1)細(xì)線l2剪斷時(shí)，l1上的彈力也瞬時(shí)變化，此時(shí)球受力如圖(一)所示，球的重力沿繩方向的分力G2和繩l1的拉力T平衡；沿垂直于繩方向的分力G1就等于球此時(shí)的合力，則a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ.(2)細(xì)線l2剪斷前，球受平衡力情況如圖(二)所示，三力平衡，繩l2的拉力F與mg的合力和彈簧的彈力T構(gòu)成一對平衡力，由幾何關(guān)系得：F＝mgtanθ，當(dāng)線l2剪斷時(shí)，F(xiàn)消失，但彈簧的彈力T不能立即改變，即彈