2025年高一物理同步培優(yōu)講練（人教版必修第一冊）4.3牛頓第二定律（原卷版）

4.3牛頓第二定律

1.掌握牛頓第二定律的內(nèi)容及數(shù)學表達式。

2.理解公式中各物理量的意義及相互因果關系。

3.會用牛顱第二定律公式進行有關計算。

一、牛頓第二定律的表達式

1、內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比。加

速度的方向跟作用力的方向相同。

2、表達式為F=kma。

二、力的單位

1、力的國際單位：牛頓，簡稱牛，符號為N.

2、“牛頓”的定義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力叫做1N，即1N＝1kg·m/s2.

由1N=1m/s2可得F=ma

三、對牛頓第二定律的理解

1、表達式F＝ma的理解

（1）單位統(tǒng)一：表達式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位.

（2）F的含義：F是合力時，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；F是某個力時，加速度a是該

力產(chǎn)生的加速度.

2、牛頓第二定律的六個特性

性質(zhì)理解

因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度

矢量性F＝ma是一個矢量式.物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同

瞬時性加速度與合外力是瞬時對應關系，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失

同體性F＝ma中，m、a都是對同一物體而言的

獨立性作用在物體上的每一個力都產(chǎn)生加速度，物體的實際加速度是這些加速度的矢量和

相對性物體的加速度是相對于慣性參考系而言的，即牛頓第二定律只適用于慣性參考系

3、合力、加速度、速度之間的決定關系

（1）不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體都有加速度。

（2）a＝Δv/Δt是加速度的定義式，a與Δv、Δt無必然聯(lián)系；a＝F/m是加速度的決定式，a∝

F，a∝1/m。

（3）合力與速度同向時，物體加速運動；合力與速度反向時，物體減速運動。

四、牛頓第二定律的簡單應用

1．應用牛頓第二定律解題的一般步驟

(1)確定研究對象．

(2)進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運動性質(zhì)和運動過程．

(3)求出合力或加速度．

(4)根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．

2．應用牛頓第二定律解題的方法

(1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應用平行四邊形定則求這兩個力的合力，加速度的方向即

物體所受合力的方向．

(2)正交分解法：當物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體所受的合外力．

①建立坐標系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所

受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，F(xiàn)y＝0.

②特殊情況下，若物體的受力都在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標軸建立在力的方向上，正交

Fx＝max

分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．

Fy＝may

題型1牛頓第二定律的理解

[例題1]（多選）對牛頓第二定律的理解正確的是（）

A．由F＝ma可知，F(xiàn)與a成正比，m與a成反比

B．牛頓第二定律說明當物體有加速度時，物體才受到外力的作用

C．加速度的方向總跟合外力的方向一致

D．當外力停止作用時，加速度隨之消失

根據(jù)牛頓第二定律a可知，物體的加速度與其所受合外力成正比，與其質(zhì)量成反比．加速度

?

與合外力具有瞬時對=應?關系；加速度的方向與合力的方向相同．

[變式1]在粗糙的水平面上，物體在水平推力的作用下由靜止開始做勻加速直線運動，作用一段時

間后，將水平推力逐漸減小到零（物體一直在運動），那么，在水平推力減小到零的過程中（）

A．物體的加速度逐漸減小，速度逐漸減小

B．物體的加速度逐漸減小，速度逐漸增大

C．物體的加速度先增大后減小，速度先增大后減小

D．物體的加速度先減小后增大，速度先增大后減小

[變式2]2018年11月10日，在國際泳聯(lián)游泳世界杯東京站的決賽中，我國選手李朱濠在7名日本

選手的“圍剿”下，一路領先，以1分50秒92的成績奪得200米蝶泳決賽冠軍。該成績也打

破了由他自己保持的全國紀錄。當李朱濠加速沖刺時，關于池水對他的作用力F的方向，選項

中大致正確的是（）

A．B．

C．D．

題型2牛頓第二定律的簡單應用

[例題2]（2016春?蕭山區(qū)校級期末）如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛小

球的懸線偏離豎直方向37°角，小球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg．（g取10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求車廂運動的加速度，并說明車廂的運動情況．

（2）求懸線對球的拉力．

（1）對小球進行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，而車廂相對于小球靜止，加速度相

等，進而判斷車廂的運動情況；

（2）根據(jù)力的合成與分解求出繩子的拉力．

[變式3]如圖所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成＝37°角。一裝潢工人手持木桿綁著刷子

粉刷天花板，工人所持木桿對刷子的作用力始終保持θ豎直向上且大小為F＝10N，刷子的質(zhì)量m

＝0.5kg，刷子可視為質(zhì)點，刷子與天花板間的動摩擦因數(shù)＝0.5，天花板長為L＝4m，sin37°

＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2。試求：μ

（1）刷子沿天花板向上運動時的加速度大?。?/p>

（2）工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時間。

[變式4]如圖2所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上，現(xiàn)用大小為40N、與水平方向夾角為37°

的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻加速運動（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）若水平面光滑，物體的加速度是多大？2s末的速度多大？

（2）若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體的加速度大小是多大？5s內(nèi)的位移多大？

【基礎強化】

1.下列對牛頓第二定律的表達式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是（）

A．由F＝ma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比

B．由m可知，物體的質(zhì)量與其所受的合力成正比，與其運動的加速度成反比

?

=

C．由a?可知，物體的加速度與其所受的合力成正比，與其質(zhì)量成反比

?

=

D．由m?可知，物體的質(zhì)量由它的加速度和它所受的合力而決定

?

2.由牛頓=第?二定律F＝ma可知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當用很小的力去

推很重的桌子時，卻推不動，這是因為（）

A．牛頓第二定律不適用于靜止的物體

B．桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛觀察不到

C．推力小于桌子所受到的靜摩擦力，加速度為負值

D．桌子所受的合力為零，加速度為零

3.（多選）如圖所示，在光滑斜面上，有一輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面上，有一物體A沿著斜面

下滑，當物體A剛接觸彈簧的一瞬間到彈簧壓縮到最低點的過程中，下列說法中正確的是（）

A．物體的加速度將先增大，后減小

B．物體的加速度將先減小，后增大

C．物體的速度將先增大，后減小

D．物體的速度將先減小，后增大

2

4.（多選）力F1單獨作用在物體A上時產(chǎn)生的加速度a1大小為10m/s，力F2單獨作用在物體A

2

上時產(chǎn)生的加速度a2大小為4m/s，那么，力F1和F2同時作用在物體A上時產(chǎn)生的加速度a

的大小可能是（）

A．5m/s2B．2m/s2C．8m/s2D．6m/s2

5.如圖所示，有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進．突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車做勻減

速運動，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對它的作用力的大小是

（）

A．mB．maC．D．m（g+a）

2222

?????+?

【素養(yǎng)提升】

6.在靜止的車廂內(nèi)，用細繩a和b系住一個小球，繩a斜向上拉，繩b水平拉，如圖所示?，F(xiàn)讓

車從靜止開始向右做勻加速運動，小球相對于車廂的位置不變，與小車靜止時相比，繩a、b的

拉力Fa、Fb變化情況是（）

A．Fa變大，F(xiàn)b不變B．Fa變大，F(xiàn)b變小

C．Fa不變，F(xiàn)b變小D．Fa不變，F(xiàn)b變大

7.三個完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上，它們與桌面間的動摩擦因數(shù)都相同?，F(xiàn)用大小

相同的外力F沿如下圖所示方向分別作用在1和2上，用F的外力沿水平方向作用在3上，使

1

三者都做加速運動，令a1、a2、a3分別代表物塊1、2、3的2加速度，則（）

A．a(chǎn)1最大B．a(chǎn)2最大C．a(chǎn)3最大D．a(chǎn)1＝a2＝a3

【能力培優(yōu)】

8.如圖所示，在與水平方向成角、大小為F的力作用下，質(zhì)量為m的物塊沿豎直墻壁加速下滑，

θ

已知物塊與墻壁的動摩擦因數(shù)為．則下滑過程中物塊的加速度大小為（）