2023年高考物理知識點復習與真題 牛頓第二定律的內(nèi)容及簡單應用

牛頓第二定律的內(nèi)容及簡單應用

一、真題精選（高考必備）

1.（2021?海南?高考真題）公元前4世紀末，我國的《墨經(jīng)》中提到“力，形之所以奮也”，意為力是使有形之物突

進或加速運動的原因。力的單位用國際單位制的基本單位符號來表示，正確的是（）

A.kg?m?s^lB.kg?m?s^2C.Pa?m2D.J?ml

2.（2012?海南?高考真題）根據(jù)牛頓第二定律，下列敘述正確的是

A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比

B.物體所受合力必須達到一定值時，才能使物體產(chǎn)生加速度

C.物體加速度的大小跟它所受作用力中任一個的大小成正比

D.當物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比

3.（2013?全國,高考真題）一物塊靜止在粗糙的水平桌面上.從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用.假

設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.以“表示物塊的加速度大小，尸表示水平拉力的大小.能正確描

述尸與〃之間的關系的圖像是

5.（2009?廣東?高考真題）搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車，當力沿斜面向上，大小為F時，物體的加速

度為生;若保持力的方向不變，大小變?yōu)?F時，物體的加速度為電，則

A.a,=a2B.α∣<?2<2alC.%=2%D.?2>2ai

6.（2009?廣東,高考真題）建筑工人用圖示的定滑輪裝置運送建筑材料.質(zhì)量為70Qkg的工人站在地面上，通過定

滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/S2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面

的壓力大小為（g取IOm∕s2.）

/〃/〃/

?O:

A.510NB.490NC.890ND.910N

7.（2021?北京?高考真題）某同學使用輕彈簧、直尺鋼球等制作了一個''豎直加速度測量儀〃。如圖所示，彈簧上端

固定，在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時，彈簧下端指針位于直尺20Cm刻度處；下端懸掛鋼球，

靜止時指針位于直尺40Cm刻度處。將直尺不同刻度對應的加速度標在直尺上，就可用此裝置直接測量豎直方向的

加速度。取豎直向上為正方向，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）

W

-

J

二

二

一

?

二

二

二

三

：

二

;

;

A.30Cm刻度對應的加速度為-C）.5gB.40Cm刻度對應的加速度為g

C.50Cm刻度對應的加速度為2gD.各刻度對應加速度的值是不均勻的

8.（2008?全國?高考真題）（多選）如圖，一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右

端與一小球相連，設在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則

在此段時間內(nèi)小車可能是（）

A.向右做加速運動B.向右做減速運動

C.向左做加速運動D.向左做減速運動

9.（2012?上海?高考真題）如圖，將質(zhì)量"7=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上.環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑.環(huán)

與桿間動摩擦因數(shù)"=0.8.對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角仇53。的拉力F,使圓環(huán)以α=4.4m∕s2的加

速度沿桿運動，求尸的大小.

10.（2020?全國?高考真題）我國自主研制了運-20重型運輸機。飛機獲得的升力大小F可用F=小描寫，k為系數(shù)；

V是飛機在平直跑道上的滑行速度，F(xiàn)與飛機所受重力相等時的V稱為飛機的起飛離地速度，已知飛機質(zhì)量為

1.21χl0Skg時，起飛離地速度為66m/s；裝載貨物后質(zhì)量為1.69χ10,kg,裝載貨物前后起飛離地時的左值可視為不

變。

（1）求飛機裝載貨物后的起飛離地速度；

（2）若該飛機裝載貨物后，從靜止開始勻加速滑行152Im起飛離地，求飛機在滑行過程中加速度的大小和所用的

時間。

二、強基訓練（高手成長基地）

1.（2022?福建福州?高一期末）（多選）空降兵部隊的一名特種兵從空中靜止的直升機上，抓住一根豎直懸繩由靜止

開始下滑，運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示，G時刻特種兵著地，下列說法正確的是（）

A.在。4時間內(nèi)，特種兵做勻加速運動，在乙工2時間內(nèi)，做勻減速運動

B.在04時間內(nèi)特種兵運動的平均速度小于在4%時間內(nèi)運動的平均速度

C.在Gf?時間內(nèi)特種兵運動的加速度越來越大，所受阻力越來越小

D.若第一個特種兵開始減速時第二個特種兵立即以同樣的方式下滑，則他門在懸繩上的距離先增大后減小

2.（2021?福建福州?高三期中）（多選）一輛貨車載著完全相同質(zhì)量為根的圓柱形空油桶。在車廂底層油桶平整排列，

相互緊貼并被牢牢固定，上一層只有一只油桶c,自由地擺放在油桶。、b上面，如圖所示。汽車沿水平路面行駛過

程中桶C始終和其它油桶間保持相對靜止，忽略油桶間的摩擦作用，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A-當貨車勻速直線運動時，油桶C對〃的壓力大小為尸考公喈N

B.當貨車勻速直線運動時，油桶”所受的合力為機g

C.當貨車向右的加速度增大到立g時，油桶C就脫離6運動到。的左邊

3

D.當貨車向右的加速度增大到且g時，油桶c就脫離。運動到％的右邊

3

3.（2021?福建?永安市第三中學高中校高三期中）2019年2月5日，"流浪地球"在中國大陸上映，贏得了票房和口

碑雙豐收。影片講述的是面對太陽快速老化膨脹的災難，人類制定了“流浪地球"計劃，這首先需要使自轉角速度為

。的地球停止自轉，再將地球推移出太陽系到達距離太陽最近的恒星（比鄰星）。為了使地球停止自轉，設想的方

案就是在地球赤道上均勻地安裝N臺“噴氣"發(fā)動機，如圖所示（N較大，圖中只畫出了4個）。假設每臺發(fā)動機均能

沿赤道的切線方向提供大小恒為產(chǎn)的推力，該推力可阻礙地球的自轉?已知地球轉動的動力學方程與描述質(zhì)點運動

的牛頓第二定律方程F=，M具有相似性，為M=Iβ,其中M為外力的總力矩，即外力與對應力臂乘積的總和，其值

為NFR；/為地球相對地軸的轉動慣量；￡為單位時間內(nèi)地球的角速度的改變量。將地球看成質(zhì)量分布均勻的球體，

下列說法中正確的是（）

A.在M=/與的類比中，與轉動慣量/對應的物理量是加，其物理意義是反映改變地球繞地軸轉動情況的難

易程度

B.地球自轉剎車過程中，赤道表面附近的重力加速度逐漸變小

C.停止自轉后，赤道附近比極地附近的重力加速度大

D.這些行星發(fā)動機同時開始工作，且產(chǎn)生的推動力大小恒為凡使地球停止自轉所需要的時間為黑

4.（2021?全國?高一專題練習）某同學制作了一個“豎直加速度測量儀"，可以用來測量豎直上下電梯運行時的加速

度，其構造如圖所示。把一根輕彈簧上端固定在小木板上，下端懸吊0.9N重物時，彈簧下端的指針指木板上刻度

為C的位置，把懸吊IQN重物時指針位置的刻度標記為0,以后該重物就固定在彈簧上，和小木板上的刻度構成了

以

?〃

一個"豎直加速度測量儀”。u

?

?

⑴請在圖中除以外的根長刻度線旁，標注加速度的大小，示數(shù)的單?位用m∕s2表示，加速度的

O6?

?

?

方向向上為正、向下為負。說明這樣標注的原理。?

?

?

?

（2）仿照以上裝置，設計一個"水平加速度測量儀"。要求：畫出它的裝置圖;?說明它的構造；介紹加速

?

`

i

度刻度的標注原理。g取IOm療。-

oG

單位:m?^

5.(2022?福建福州?高一期末)從傾角為。=37。的斜面頂端A點(圖中未標出)每隔T=0.4s由靜止釋放一個質(zhì)量

均為m=0.2kg,相同的小物體。小物體沿斜面勻加速下滑，經(jīng)過斜面底端的8點進入水平面(經(jīng)過B點前后速率

不變)后做勻減速運動，某時刻拍照可得如圖所示相片，由圖片中可以測到如下數(shù)據(jù)，水平面上從左向右相鄰兩物

體之間距離分別為3.04m、2.56m、2.08m；斜面上從下到上相鄰物體之間距離分別為2.88m、2.24m、1.6OmoggXIOnVs2,

sin37°=0.6,cos37o-0.8;求小物體：

(1)在斜面和水平面上運動的加速度大小4和%;

(2)與斜面間的動摩擦因數(shù)從；

(3)在斜面上運動的最大位移S

:W§卜??右

P3.04m*∣*2.56nTp.08m∣

三、參考答案及解析

(-)真題部分

1.【答案】B

【解析】AB.根據(jù)牛頓第二定律的表達式F=Wa可知力的單位為kg?m?s-2,A錯，B正確；

C.根據(jù)壓強的表達式p可知力的單位可知力的單位為Pa?m,但壓強單位Pa不是基本單位，C錯誤；

D.根據(jù)做功的表達式W=&可知力的單位為J?m-∣,但功的單位J不是基本單位，D錯誤。

故選Bo

2.【答案】D

【解析】根據(jù)牛頓第二定律，物體加速度的大小跟它所受的合外力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，選項ABC錯誤.當

物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時，物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比，選項D正確.

3.【答案】C

【解析】根據(jù)物體受力可知：物體受到拉力、摩擦力、重力和支持力，其中重力和支持力為平衡力，物體所受合力

為拉力和摩擦力的矢量和.當0</<九時，物塊受靜摩擦力，物塊始終靜止，物體所受合力為零，加速度為0;當

尸>工時，物塊受滑動摩擦力且大小不變，合力大于零，物塊做加速運動.由牛頓第二定律可得F又

fm=μmg,則有尸=，W+〃機g,根據(jù)圖像可知，綜上所述，正確答案為C.

4.【答案】B

【解析】鳥沿虛線斜向上加速飛行，加速度沿著虛線向上，故合力F沿著虛線向上；鳥受重力和空氣對其作用力,

根據(jù)三角形定則作圖如下，故選B.

【解析】當為F時有α,■當為2F時有%?竺二Z-2t?t∕-2a.÷工可知%>2/D對.

mmmm

6.【答案】B

【解析】對建筑材料進行受力分析根據(jù)牛頓第二定律有￡?"儀-〃〃“得繩子的拉力大小等于F=210N,然后再對人

受力分析由平衡的知識得A/V/<廠、,得Ev=490N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面間的壓力為490N,B對.

7.【答案】A

【解析】由題知，不掛鋼球時，彈簧下端指針位于直尺20Cm刻度處，則彈簧的原長/o=0.2m；下端懸掛鋼球，靜

止時指針位于直尺40Cm刻度處，則根據(jù)受力平衡有mg=k(l-10)

可計算出A=卷

A.由分析可知，在30Cm刻度時，有尸期=相。(取豎直向上為正方向)

代入數(shù)據(jù)有Q=O?5g,A正確；

B.由分析可知，在40cm刻度時，有Ing=F彈

則40cm刻度對應的加速度為0,B錯誤；

C.由分析可知，在50Cm刻度時，有尸彈-mg=。（取豎直向上為正方向）

代入數(shù)據(jù)有。=0.5g,C錯誤；

D.設刻度對應值為X,結合分析可知

—^??x-mjeII

0.2一〃;X=x-0?2（取豎直向上為正方向）

m

經(jīng)過計算有

X（X<0,2）

0.20.2

根據(jù)以上分析，加速度“與刻度對應值為X成線性關系，則各刻度對應加速度的值是均勻的，D錯誤。故選A。

8.【答案】AD

【解析】彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球水平方向受到向右的彈簧彈力F,由牛頓第二定律可知，小球必定具有向右的加

速度，小球與小車相對靜止，故小車可能向右加速運動或向左減速運動.故AD正確，BC錯誤.故選AD

9.【答案】9.IN或9N

【解析】令FSin53°=wg,F=1.25N,

當F<1.25N時，桿對環(huán)的彈力向上，受力如圖

由牛頓定律FcosO-μFN=ma,

FN+Fs?nO=mgf

解得F=IN;

當F>1.25N時，桿對環(huán)的彈力向下,

受力如圖

由牛頓定律Fcosd-μFN=ma,

Fsir?O=ιn^+FNf

解得尸=9N.

10.【答案】⑴眩=78m∕S;（2）2m∕s2,r=39s

【解析】（1）空載起飛時，升力正好等于重力：八；=叫g

滿載起飛時，升力正好等于重力：kv}=m2g

由上兩式解得：v2=78m∕s

（2）滿載貨物的飛機做初速度為零的勻加速直線運動，所以破-O=2"

解得：a=2m∕s2

由加速的定義式變形得：f=包=i

aa

解得：f=39s

（二）強基部分

1.【答案】BD

【解析】A.圖像中，圖線的斜率表示特種兵的加速度，由圖可知，在04時間內(nèi)，特種兵做勻加速運動，在4t2

時間內(nèi)，做加速度增加的減速運動。故A錯誤；

B.在04時間內(nèi)特種兵運動的平均速度為K=，

在匕〃時間內(nèi)，若特種兵做勻減速直線運動，其平均速度為G=匕產(chǎn)

根據(jù)圖線與坐標軸所圍面積表示位移，可知特種兵的實際位移大于勻減速直線運動的位移，則g實際＞W(wǎng)"綜上所

述，有匕＜丫2實際故B正確；

C.在乙4時間內(nèi)特種兵運動的加速度越來越大，由牛頓第二定律，可得

f-tng=ma

易知所受阻力越來越大。故C錯誤；

D.若第一個特種兵開始減速時第二個特種兵立即以同樣的方式下滑，由于第一個特種兵的速度先大于然后小于第

二個特種兵的速度，則他門在懸繩上的距離先增大后減小。故D正確。故選BD。

2.【答案】AC

【解析】A.C受力如圖

當貨車勻速直線運動時，根據(jù)幾何關系可得尸CoS30。=詈

則油桶C對a的壓力大小為F=3,"g=變生叵N,故A正確；

33

B.當貨車勻速直線運動時，油桶”所受的合力為零，故B錯誤;

CD.當貨車具有向右的加速度時，有

Fucos60-Fhcos60=ma

oo

Fasin60+Fhsin60=mg

當”=3g時，可得

3

?2√3

tn

Fa=-γg

瑞=。

油桶C就脫離匕運動到。的左邊，故C正確，D錯誤。故選AC。

3.【答案】A

【解析】A.在M=邛與F=,wα的類比中，與轉動慣量/對應的物理量是加，其物理意義是反映改變地球繞地軸轉動

情況的難易程度，A正確；

B.地球自轉剎車過程中，赤道表面附近的重力加速度逐漸變大，B錯誤；

C.停止自轉后，赤道附近與極地附近的重力加速度大小相等，C錯誤；

D.這些行星發(fā)動機同時開始工作，且產(chǎn)生的推動力大小恒為F,根據(jù)

NFR=Iβ

而僅=3

則停止的時間『=幕,D錯誤。故選A。

NFR

4.(1)標注原理見解析；(2)構造和原理見解析；

【解析】

⑴⑴懸吊I-ON重物時,由平衡條件得Mg=LO

解得m=O.Ikg

依題意，向上為正，在C點彈簧的彈力等于0.9N,根據(jù)牛頓第二定律得

0.9-mg=mac

解得％=-LOm/Sz,所以在C點標注-1.0,以此類推標注其它刻度如圖所示。

0.5÷

10iOG

單位:m∕s2

⑵⑵水平加速度測量儀如圖所示,光滑槽放在水平桌面上，左端固定一塊木板,帶有指針的彈簧左端固定在木板上，

右端連一個小球，帶有刻度的木板固定在槽上，小球靜止時指針指在零刻度，木板上的刻度表示加速度的數(shù)值，正

刻度表示加速度方向向左，負刻度表示加速度方向向右。

刻度的標注原理如下：將裝置豎直放置，按照⑴問的方法標注刻度，然后水平放置，移動刻度尺使0刻度對準指針，

并固定刻度板。

木板單位:

√tκ-1.5-1.0-0^0051.01.5

-xQQQ∩Q∩?M?M?JO

\光滑的槽

5.(l)4m∕s2,3m∕s2;(2)0.25；(3)8m

【解析】

⑴根據(jù)勻變速直線運動推論?r=aT2

在斜面和水平面上運動的加速度大小分別為

咨孚m∕sJ4m∕C〃，=*至m∕s2=3m∕s?

10.4220.42

⑵對小物體受力分析，由牛頓第二定律可得

0o

mgsin37—/Jlmgcos37=mat

解得

μi=0.25

⑶設圖中數(shù)據(jù)

x78=l.60m,x67=2.24m,x56=2.88m

則有

??:?7≈=5:7:9

因為小物體做的是從靜止開始的勻加速直線運動，所以從靜止開始每相鄰7