2025版高考物理一轮复习第3章第2节牛顿第二定律两类动力学问题教学案新人教版.docVIP

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第2节牛顿其次定律两类动力学问题

学问点一|牛顿其次定律、单位制

1．牛顿其次定律

(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。加速度的方向与作用力的方向相同。

(2)表达式a＝eq\f(F,m)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)、低速运动(远小于光速)的状况。

2．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、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米。

(3)导出单位

由基本量依据物理关系推导出的其他物理量的单位。

eq\o([推断正误])

(1)牛顿其次定律的表达式F＝ma在任何状况下都适用。 (×)

(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。 (×)

(3)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。 (√)

eq考法1牛顿其次定律的理解

1．依据牛顿其次定律，下列叙述正确的是()

A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B．物体所受合力必需达到肯定值时，才能使物体产生加速度

C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比

D．当物体质量变更但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

D[由牛顿其次定律a＝eq\f(F,m)可知，物体加速度的大小跟它的质量成反比，跟速度没有干脆关系，A错误；物体所受合外力不为0时就产生加速度，B错误；物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，与所受作用力中的任一个力没有必定关系，C错误；加速度是矢量，在某一个方向上的加速度，与这个方向上的合外力成正比，与其质量成反比，D正确。]

2.(2024·上海高考)如图所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的()

A．OA方向 B．OB方向

C．OC方向 D．OD方向

D[当小车向右做匀加速运动时，其加速度的方向水平向右，由牛顿其次定律可知，小球所受合外力的方向水平向右，即沿图中OD方向，选项D正确，选项A、B、C错误。]

[考法指导]合力、加速度、速度间的确定关系

?1?物体所受合力的方向确定了其加速度的方向，只要合力不为零，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。一般状况下，合力与速度无必定的联系。

?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＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式，a与Δv、Δt无干脆关系；a＝eq\f(F,m)是加速度的确定式，a∝F，a∝eq\f(1,m)。

eq考法2单位制的应用

3．一物体在2N的外力作用下，产生10cm/s2的加速度，求该物体的质量。下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简捷而又规范的是()

A．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,10)kg＝0.2kg

B．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2N,0.1m/s2)＝20eq\f(kg·m/s2,m/s2)＝20kg

C．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,0.1)＝20kg

D．m＝eq\f(F,a)＝eq\f(2,0.1)kg＝20kg

D[A选项中a应为0.1m/s2，故A错误；B选项中中间过程中的单位不简捷，B错误；C选项中eq\f(2,0.1)后漏单位，不正确，故选D。]

eq考法3牛顿其次定律的简洁应用

4.(多选)一物体重为50N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10m/s2)()

A．3NB．25NC．30ND．50N

ACD[若物体向左做匀加速直线运动，依据牛顿其次定律可知F2－F1－μG＝ma0，解得F15N，A正确；若物体向右做匀加速直线运动，依据牛顿其次定律可知F1－F2－μG＝ma0，解得F125N，C、D正确。]

5．(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东加速行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为eq\f(2,3)a的加速度向西加速行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()

A．8B．10

BC[设P、Q挂钩东侧车厢共n1节，西侧共有n2车