2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點突破第3章運(yùn)動和力的關(guān)系第9講牛頓第一定律牛頓第二定律考點2牛頓第二定律的理解與應(yīng)用

考點2牛頓其次定律的理解與應(yīng)用(實力考點·深度研析)1．對牛頓其次定律的理解2．合力、速度、加速度間的關(guān)系(1)加速度由合力確定在質(zhì)量確定時，物體的加速度由合力確定，合力大小確定加速度大小，合力方向確定加速度方向，合力恒定，加速度恒定；合力變更，加速度變更。(2)合力與運(yùn)動的關(guān)系①合力與速度方向相同時，物體做加速直線運(yùn)動。②合力與速度方向相反時，物體做減速直線運(yùn)動。③合力與速度不在同始終線上時，物體做曲線運(yùn)動。?考向1對牛頓其次定律的理解(多選)下列說法正確的是(ACD)A．對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體馬上獲得加速度B．物體由于做加速運(yùn)動，所以才受合外力作用C．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)D．物體所受合外力減小，加速度確定減小，而速度不愿定減小[解析]由牛頓其次定律的瞬時性可知，A正確；由牛頓其次定律的矢量性可知，C正確；力是產(chǎn)生加速度的緣由，而不是先有加速度，才受合外力，B錯誤；由a＝eq\f(F,m)可知，合外力減小，加速度確定減小，當(dāng)加速度方向與速度方向一樣時，速度增大，D正確。本題正確答案為ACD。?考向2合力、速度、加速度間的關(guān)系(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，不掛重物時下端位置在C點；在下端掛一個質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)后再次保持靜止，此時物體位于A點；將物體向下拉至B點后釋放。關(guān)于物體的運(yùn)動狀況，下列說法中正確的是(ABD)A．物體由B到A的運(yùn)動過程中，物體的加速度始終在減小B．物體由B到A的運(yùn)動過程中，物體的速度始終在增大C．物體由B到C的運(yùn)動過程中，物體的加速度始終在增大D．物體由B到C的運(yùn)動過程中，物體的速度先增大后減小[解析]物體在A點處于平衡狀態(tài)，從B到A過程中，彈簧彈力大于重力，依據(jù)牛頓其次定律可知，物體將向A加速運(yùn)動，隨著彈簧形變量的減小，物體加速度將慢慢減小，當(dāng)?shù)竭_(dá)A時彈力等于重力，物體速度達(dá)到最大，然后物體將向C做減速運(yùn)動，從A到C過程中，彈簧彈力慢慢減小，因此物體做減速運(yùn)動的加速度慢慢增大，故從B到C整個過程中，物體加速度先減小后增大，速度先增大后減小，故A、B、D正確，C錯誤。?考向3力的合成與牛頓其次定律的綜合應(yīng)用(2024·海南?？诼?lián)考)某校實行托球跑步競賽，賽道為水平直道。競賽時，某同學(xué)將球置于球拍中心，運(yùn)動過程中球拍的傾角始終為θ且高度不變，質(zhì)量為m的乒乓球位于球拍中心相對球拍保持靜止，如圖所示。已知球受到的空氣阻力大小與其速度v的大小成正比且方向與v相反，不計乒乓球和球拍之間的摩擦，重力加速度為g，則(C)A．該同學(xué)剛起先運(yùn)動時的加速度為gsinθB．該同學(xué)先做勻加速運(yùn)動后勻速運(yùn)動C．勻速運(yùn)動時空氣阻力大小為mgtanθD．勻速運(yùn)動時球拍對乒乓球的彈力為mgcosθ[解析]該同學(xué)剛起先運(yùn)動時，加速度水平向右，速度為零，空氣阻力為零，乒乓球受到球拍的支持力及自身重力，據(jù)牛頓其次定律可得mgtanθ＝ma0，可得該同學(xué)剛起先運(yùn)動時的加速度為a0＝gtanθ，A錯誤；空氣阻力滿足f＝kv，由牛頓其次定律可得mgtanθ－f＝ma，隨著速度的增大加速度減小，故該同學(xué)先做加速度減小的加速運(yùn)動，B錯誤；勻速運(yùn)動時，加速度為零，由B解析表達(dá)式可知，空氣阻力大小為f＝mgtanθ，C正確；勻速運(yùn)動時，乒乓球在豎直方向滿足FNcosθ＝mg，可得球拍對乒乓球的彈力為FN＝eq\f(mg,cosθ)，D錯誤。?考向4力的分解與牛頓其次定律的綜合應(yīng)用(2024·云南昆明月考)如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)(A)A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ＋acosθ)[解析]當(dāng)加速度a較小時，小球與斜面一起運(yùn)動，此時小球受重力、細(xì)線拉力和斜面的支持力，細(xì)線平行于斜面，小球的受力狀況如圖所示：水平方向上，由牛頓其次定律得Tcosθ－FNsinθ＝ma①豎直方向受力平衡，則有Tsinθ＋FNcosθ＝mg②聯(lián)立①②兩式可得T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)，故選A。對牛頓其次定律矢量性的理解(1)由于加速度的方向與合力的方向總相同，若已知合力的方向，即可確定加速度的方向；反之，若已知加速度的方向，即可確定合力的方向。(2)牛頓其次定律為矢量表達(dá)式，可以對力或加速度分解列出重量式?！靖櫽?xùn)練】(合力、加速度、速度間的關(guān)系)某型號戰(zhàn)斗機(jī)在某次起飛中，由靜止起先加速，當(dāng)加速度a不斷減小至零時，飛機(jī)剛好起飛。關(guān)于起飛過程，下列說法正確的是(D)A．飛機(jī)所受合力不變，速度增加得越來越慢B．飛機(jī)所受合力減小，速度增加得越來越快C．速度方向與加速度方向相同，速度增加得越來越快D．速度方向與加速度方向相同，速度增加得越來越慢[解析]加速度a不斷減小，由F＝ma可知，合力不斷減小，加速度與速度方向相同，速度增加的越來越慢。因此只有D正確。(合成法與牛頓其次定律的綜合應(yīng)用)某同學(xué)制作了一個“豎直加速度測量儀”。如圖所示，彈簧上端固定，在彈簧旁固定始終尺。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(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上，就可用此裝置干脆測量豎直方向的加速度。取加速度豎直向上為正方向，重力加速度大小為g。下列說法正確的是(C)A．20cm刻度對應(yīng)的加速度為gB．30cm刻度對應(yīng)的加速度為0.5gC．80cm刻度對應(yīng)的加速度為2gD．各刻度對應(yīng)加速度值的間隔是不勻整的[解析]設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，鋼球質(zhì)量為m，下端懸掛鋼球，靜止時指針位于直尺40cm刻度處，則mg＝k(40－20)×10－2＝0.2k,20cm刻度時依據(jù)牛頓其次定律有k(20－20)×10－2－mg＝ma，解得a＝－g，故A錯誤；30cm刻度時依據(jù)牛頓其次定律有k(30－20)×10－2－mg＝ma，解得a＝－0.5g，故B錯誤；80cm刻度時依據(jù)牛頓其次定律有k(80－20)×10－2－mg＝ma，解得a＝2g，故C正確；依據(jù)牛頓其次定律得k(l－20)×10－2－mg＝ma可得a＝eq\f(kl－20×10－2,m)－g，則各刻度對應(yīng)加速度的值是勻整的，故D錯誤。(正交分解法與牛頓其次定律的綜合應(yīng)用)(2024·廣東揭陽聯(lián)考)如圖，甲和乙利用輕繩拉著相同的橡膠輪胎在同一場地上先后進(jìn)行體能訓(xùn)練，訓(xùn)練時，甲、乙均可視為做勻加速直線運(yùn)動，甲的輕繩與水平地面的夾角比乙的大，即α>β，兩輪胎與地面始終接觸且受到的支持力相等，則(C)A．甲的輕繩拉力比乙的大B．兩者輕繩拉力大小相等C．甲所拉的輪胎加速度比乙的小D．兩輪胎所受合外力大小相等[解析]對輪胎T甲sinα＋N＝mg，T甲cosα－μN(yùn)＝ma甲，T乙sinβ＋N＝mg，T乙cosβ－μN(yùn)＝ma乙，因為甲的輕繩與水平地面的夾角比乙的大，即α>β，則sinα＞sinβ，cosα＜cosβ，所以T甲＜T乙，a甲＜a乙，F(xiàn)甲＝ma甲＜F乙＝ma乙，故選C。(牛頓其次定律的應(yīng)用)(2024·全國卷)如圖，一不行伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球，初始時整個系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長L。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點，方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動至二者相距eq\f(3,5)L時，它們加速度的大小均為(A)A.eq\f(5F,8m) B．eq\f(2F,5m)C．eq\f(3F,8m) D．eq\f(3F,1