2020-2021年高考物理一轮复习核心考点专题8 牛顿第二定律及应用

2020-2021年高考物理一轮复习核心考点专题8 牛顿第二定律及应用

‎2020-2021年高考物理一轮复习核心考点专题8 牛顿第二定律及应用 知识一　牛顿第二定律 ‎1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．‎ ‎2．表达式：F＝ma.‎ ‎3．适用范围 ‎(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系．‎ ‎(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况．‎ ‎4．对牛顿第二定律的理解 因果性 F是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力 矢量性 加速度a的方向由合外力F的方向决定 瞬时性 a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受合外力，物体所受合外力的瞬时变化会导致加速度的瞬时变化 同一性 ‎①F、m、a对应同一个物体或系统；‎ ‎②F、m、a统一使用国际单位 独立性 ‎①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律；‎ ‎②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和；‎ ‎③力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即ax＝，ay＝ ‎　加速度的决定式 加速度由物体质量和所受合外力决定，与速度大小没有必然联系．‎ 知识二　牛顿第二定律的应用 一、瞬时问题 ‎1．牛顿第二定律的表达式为：F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致．当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变．‎ ‎2．轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别 ‎(1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为0.‎ ‎(2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变．‎ 二、超重和失重 ‎1．超重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象．‎ ‎(2)产生条件：物体具有向上的加速度．‎ ‎2．失重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．‎ ‎(2)产生条件：物体具有向下的加速度．‎ ‎3．完全失重 ‎(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象．‎ ‎(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．‎ ‎4．实重和视重 ‎(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．‎ ‎(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．‎ 完全失重状态 工作原理由重力作用效果决定的仪器，在完全失重的状态下会失效，如天平、单摆、水银气压计、密度计、连通器等．‎ 三、连接体问题 ‎1．连接体：两个或两个以上有一定相互作用的物体构成连接体．‎ ‎2．内力和外力：连接体内部各物体之间的相互作用力是内力；系统内的物体受到系统外的物体的作用力是外力．内力和外力的区分取决于所选择的研究对象．‎ 几种常见的连接体 对点练习 1. ‎(多选)在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是 (　　)‎ A．在任何情况下都等于1‎ B．k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C．k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D．在国际单位制中，k的数值等于1‎ ‎【答案】CD ‎【解析】在牛顿第二定律公式F＝kma中，F、m、a所选取的单位不同，则k的数值不同，即k值是由质量、加速度和力的单位决定的，只有在国际单位制中，k的数值才等于1，故选项C、D正确，选项A、B错误．‎ 2. 一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4 cm，再将重物向下拉1 cm，然后放手，则在释放瞬间重物的加速度大小是(g取10 m/s2) (　　)‎ A．2.5 m/s2 B．7.5 m/s2‎ C．10 m/s2 D．12.5 m/s2‎ ‎【答案】A ‎【解析】弹簧伸长量为Δx1＝4 cm时，重物处于平衡状态，故mg＝kΔx1；再将重物向下拉1 cm，则弹簧的伸长量变为Δx2＝5 cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得a＝2.5 m/s2，故选项A正确．‎ 3. 一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是(　　)‎ A．先减小，后还原 B．先增加，后还原 C．始终不变 D．先减小，后增加，再还原 ‎【答案】D ‎【解析】人下蹲的过程经历了向下加速、减速、静止三个过程，在向下加速时，人获得向下的加速度，支持力小于重力；向下减速时，支持力大于重力；静止时支持力等于重力．‎ 4. 以初速度v0竖直向上抛出一个小球，小球所受的空气阻力与速度大小成正比，从抛出到落地小球运动的vt图是(　　)‎ ‎【答案】A ‎【解析】上升阶段，小球所受空气阻力随小球速度的减小而减小．小球所受合力F＝G＋Ff，合力越来越小，所以上升阶段小球的加速度越来越小．下降阶段，小球所受空气阻力随小球速度的增大而增大，小球所受合力F′＝G－Ff，合力越来越小，所以下降阶段小球的加速度也越来越小．vt图象中，只有A项所表示的运动加速度越来越小，选项A正确．‎ 1. ‎(多选)两重叠在一起的滑块，置于固定的倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度沿斜面滑下，滑块B受到的摩擦力(　　)‎ A．等于零 B．方向沿斜面向上 C．大小等于μ1mgcos θ D．大小等于μ2mgcos θ ‎【答案】BC ‎【解析】把A、B两滑块作为一个整体，设其下滑的加速度为a.由牛顿第二定律得(M＋m)gsin θ－μ1(M＋m)gcos θ＝(M＋m)a，解得a＝g·(sin θ－μ1cos θ)．由于a

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