高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律精品习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律精品习题，共20页。试卷主要包含了牛顿第二定律的表达式，力的单位等内容，欢迎下载使用。

02
预习导学
课前研读课本，梳理基础知识：
一、牛顿第二定律的表达式
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＝kma，其中力F指的是物体所受的合力。
二、力的单位
1．力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N。
2．“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1 kg·m/s2。
3．公式F＝kma中k的取值
(1)k的数值取决于F、m、a的单位的选取。
(2)在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma。
注意：实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力。
（二）即时练习：
【小试牛刀1】如图所示，在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则( )
A．物体同时具有加速度和速度
B．物体立即获得加速度，速度仍为零
C．物体立即获得速度，加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
【答案】B
【解析】由牛顿第二定律的瞬时性可知，合外力和加速度是瞬时对应关系，二者同时产生，同时变化，同时消失，所以当外力作用在物体上的瞬间，物体立即获得加速度；速度与加速度的关系可表示为v＝at，可以看出，速度是加速度在时间上的积累，外力作用在物体上的瞬间t＝0，所以速度为零，故B正确。
【小试牛刀2】如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有( )
A．a1＝a2＝a3＝a4＝0
B．a1＝a2＝a3＝a4＝g
C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
D．a1＝g，a2＝eq \f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝eq \f(m＋M,M)g
【答案】C
【解析】在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝eq \f(F＋Mg,M)＝eq \f(M＋m,M)g，所以C对．
【小试牛刀3】一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是( )

【答案】C
【解析】当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当F大于最大静摩擦力时，根据F－f＝ma知：随F的增大，加速度a增大，故选C.
03
探究提升
【问题探究1】对牛顿第二定律的理解
(1)公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个力，加速度a为该力产生的加速度。
(2)a＝eq \f(F,m)是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。
(3)F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制时，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。
牛顿第二定律的六个性质
力与运动的关系
【典型例题1】如图，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
【答案】D
【解析】据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也向右，即沿OD方向，故选项D正确。
【典型例题2】下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是( )
A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大
B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0
C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大
D．物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力可能很大
【答案】C
【解析】物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，C正确。
【对点训练1】（多选）中国高速铁路最高运行时速350km，被誉为中国“新四大发明”之一、几年前一位来中国旅行的瑞典人在网上发了一段视频，高速行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示。在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车转弯的时候，硬币才倒下。这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是（ ）
A．硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动
B．硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态
C．硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D．列车减速行驶时，硬币受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
【答案】CD
【解析】A．硬币直立过程中，硬币与列车间可能存在一定的摩擦力，列车做匀速直线运动时可以直立，列车在做加速度较小的加速运动时，所需要的摩擦力也会较小，也能使硬币处于直立的状态，A错误；
B．当列车匀速运动时，硬币直立的过程中，只受到重力和支持力，处于平衡状态，当列车处于加速度很小的变速运动状态时，受力不平衡，硬币直立的过程中，受到重力、支持力和静摩擦力，B错误；
C．当列车处于加速度很小的加速运动状态时，受力不平衡，硬币直立的过程中，受到重力、支持力和静摩擦力，且摩擦力方向与列车行驶方向相同，C正确；
D．当列车处于加速度很小的减速运动状态时，受力不平衡，硬币直立的过程中，受到重力、支持力和静摩擦力，且摩擦力方向与列车行驶方向相反，D正确。
故选CD。
【对点训练2】如图所示，在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则( )
A．物体同时具有加速度和速度
B．物体立即获得加速度，速度仍为零
C．物体立即获得速度，加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
【答案】B
【解析】由牛顿第二定律的瞬时性可知，合外力和加速度是瞬时对应关系，二者同时产生，同时变化，同时消失，所以当外力作用在物体上的瞬间，物体立即获得加速度；速度与加速度的关系可表示为v＝at，可以看出，速度是加速度在时间上的积累，外力作用在物体上的瞬间t＝0，所以速度为零，故B正确。
【问题探究2】牛顿第二定律的简单应用
1．牛顿第二定律的用途：牛顿第二定律是联系物体受力情况与物体运动情况的桥梁。根据牛顿第二定律，可由物体所受各力的合力，求出物体的加速度；也可由物体的加速度，求出物体所受各力的合力。
2．应用牛顿第二定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。
(3)求出合力或加速度。
(4)根据牛顿第二定律列方程求解。
3．两种根据受力情况求加速度的方法
(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合力的方向。
(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法分别求物体在x轴、y轴上的合力Fx、Fy，再应用牛顿第二定律分别求加速度ax、ay。在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可分解加速度，即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Fx＝max,Fy＝may。))
【典型例题3】（多选）如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为Ff，人的体重为G，下面正确的是( )
A．a＝eq \f(g,4) B．a＝eq \f(g,2) C．Ff＝eq \f(\r(3),3)G D．Ff＝eq \f(\r(3),4)G
【答案】BD.
【解析】：由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝ma上，解得，a上＝0.25g，设水平方向上的加速度为a水，则eq \f(a上,a水)＝tan 30°＝eq \f(\r(3),3)，a水＝eq \f(\r(3),4)g，a＝ eq \r(aeq \\al(2,水)＋aeq \\al(2,上))＝eq \f(g,2)，Ff＝ma水＝eq \f(\r(3),4)G，故B、D正确．
【典型例题4】为检测某公路湿沥青混凝土路面与汽车轮胎的动摩擦因数 SKIPIF 1 < 0 ，测试人员让汽车在该公路水平直道行驶，当汽车速度表显示 SKIPIF 1 < 0 时紧急刹车（车轮抱死），车上人员用手机测得汽车滑行3.70s后停下来，g取 SKIPIF 1 < 0 ，则测得 SKIPIF 1 < 0 约为（ ）
A．0.2B．0.3C．0.4D．0.5
【解析】 汽车滑行时做减速运动，则加速度大小为 SKIPIF 1 < 0 ，
根据牛顿第二定律和动摩擦因数表达式 SKIPIF 1 < 0 ，故ACD错误，B正确。故选B。
【答案】 B
【对点训练3】(2021·高考全国甲卷)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将（ ）
A．逐渐增大B．逐渐减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
【答案】 D
【解析】 设PQ的水平距离为L，小物块的加速度 SKIPIF 1 < 0 ，由运动学公式可知 SKIPIF 1 < 0 ，可得 SKIPIF 1 < 0 ，可知θ=45°时，t 有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时下滑时间t先减小后增大。故选D。
【对点训练4】如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25。工人用F＝80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为α＝37°并保持不变，经4 s后松手(g取10 m/s2，cs 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)。求：
(1)松手前铸件的加速度大小；
(2)松手后铸件还能前进的距离。
【答案】 (1)1.3 m/s2 (2)5.408 m
【解析】 (1)松手前，对铸件由牛顿第二定律得
Fcs α－μFN＝ma①
FN＋Fsin α＝mg②
由①②得a＝eq \f(Fcs α－μ（mg－Fsin α）,m)＝1.3 m/s2。
(2)松手时铸件的速度v＝at＝5.2 m/s
松手后的加速度大小
a′＝eq \f(μmg,m)＝μg＝2.5 m/s2
则松手后铸件还能滑行的距离
x＝eq \f(v2,2a′)＝5.408 m。
【问题探究3】瞬时加速度问题
1.问题模型
(1)轻绳、轻杆模型不发生明显形变就能产生弹力，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力可以立即改变或消失。
(2)轻弹簧、橡皮条模型的形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，它们的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变，往往可以看成是不变的。
2.两个关键
(1)分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。
(2)明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。
3.“三个步骤”
(1)分析原来物体的受力情况。
(2)分析物体在弹力发生突变时的受力情况。
(3)由牛顿第二定律列方程求解。
【典型例题5】如图所示，质量均为m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A、B两球的瞬时加速度为（ ）
A．aA=0， aB=2gB．aA=2g， aB=0
C．aA=0， aB=gD．aA=g， aB=0
【答案】B
【解析】悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力 SKIPIF 1 < 0
以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为2mg；剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变 SKIPIF 1 < 0
根据牛顿第二定律，对A SKIPIF 1 < 0 又 SKIPIF 1 < 0
得 SKIPIF 1 < 0
对B SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
得 SKIPIF 1 < 0 故ACD错误， B正确。故选B。
【典型例题6】如图所示，细绳OA一端系在小球上，另一端固定在倾斜天花板上的A点，细绳OA恰好竖直；轻质弹簧OB一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上的B点，轻质弹簧OB恰好水平，小球处于静止状态。将细绳剪断的瞬间，小球的加速度（ ）
A．方向沿BO方向 B．方向沿OB方向C．方向竖直向下D．方向沿右下方
【答案】C
【解析】因为细绳OA恰好竖直，且处于静止状态，弹簧水平。受力分析可知，弹簧对小球在水平方向上没有力的作用的，小球只受重力和沿细绳OA竖直向上的拉力的作用。将细绳剪断的瞬间小球只受重力作用，所以加速度方向竖直向下。故选C。
【对点训练5】如图，倾角为α=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是（ ）
A．恒力 SKIPIF 1 < 0
B．弹簧的原长为 SKIPIF 1 < 0
C．小球A对斜面的压力大小为 SKIPIF 1 < 0
D．撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为2g
【答案】C
【解析】A．以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0 故A错误；
B．对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件
SKIPIF 1 < 0
解得弹簧伸长量为 SKIPIF 1 < 0
则弹簧原长为 SKIPIF 1 < 0 故B错误；
C．对小球A，在垂直斜面方向上，根据平衡条件可得斜面对小球的支持力大小为
SKIPIF 1 < 0 所以可得A对斜面的压力大小为 SKIPIF 1 < 0 ，故C正确；
D．撤去 SKIPIF 1 < 0 瞬间，弹簧弹力不变，B球受力仍然平衡，加速度为0，故D错误。故选C。
【对点训练6】（多选）如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为 SKIPIF 1 < 0 的光滑斜面固定在地面上，弹簧、杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．A球的受力情况未变，加速度为零
B．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为 SKIPIF 1 < 0
C．A、B之间杆的拉力大小为 SKIPIF 1 < 0
D．C球的加速度沿斜面向下，大小为 SKIPIF 1 < 0
【答案】CD
【解析】AB．烧断细线前，弹簧弹力为 SKIPIF 1 < 0
烧断细线后，根据牛顿第二定律 SKIPIF 1 < 0
A、B两个小球的加速度为 SKIPIF 1 < 0
A球的受力情况发生变化，加速度不为零，AB错误；
C．对球B分析得 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 C正确；
D．C球的加速度沿斜面向下，大小为 SKIPIF 1 < 0 D正确。
故选CD。
04
体系构建
课堂小结：
05
记忆清单
一、对牛顿第二定律的理解
（1）物体的加速度大小不变，则物体不一定受恒力作用。因为是矢量式，加速度大小不变，方向有可能变化，故不一定是恒力。
（2）物体受到几个力共同作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样,这个性质叫作力的独立作用原理。牛顿第二定律的独立性是后面讲解正交分解法求合力、求加速度的依据。
（3）合外力与速度无关，与加速度有关。速度变大或变小由加速度(合外力)与速度的方向决定，速度与加速度力向相同时，物体做加速运动,反之，则做减速运动。
（4）物体所受的合外力和物体的速度没有直接关系.有力必有加速度,合外力为零时，加速度为零，但此时速度不一定为零，同样速度为零时，加速度不一定为零，即合外力不一定为零.
二、瞬时加速度的求解
1.轻绳（或接触面）
不发生明显形变就能产生弹力，剪断（或脱离）后,其弹力立即消失，不需要时间恢复形变。
2．轻杆
（1）轻杆的质量为零.
（2）轻杆的受力特点
= 1 \* GB3 ①轻杆的弹力不一定沿着杆.具体方向与物体的运动状态、杆与物体的连接方式有关；
= 2 \* GB3 ②杆既可以对物体产生拉力，也可以对物体产生推力;
= 3 \* GB3 ③当轻杆的一端连着转轴或铰链时弹力一定沿着杆。
3.轻弹簧（或橡皮绳）
两端同时连接（或附着）有物体的弹簧（或橡皮绳）,特点是形变量大，其恢复形变需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.
0601
强化训练
1.（2023全国甲卷） 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】x—t图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1图像斜率变大，t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
2. （2023全国甲卷）用水平拉力使质量分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（ ）

A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】BC
【解析】根据牛顿第二定律有F－μmg=ma
整理后有F=ma＋μmg
则可知F—a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g=μ乙m乙g
则μ甲<μ乙
故选BC。
3．（2020·江苏·高考真题）中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（ ）
A．FB． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有 SKIPIF 1 < 0
设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有 SKIPIF 1 < 0
联立解得 SKIPIF 1 < 0 。
故选C。
4.（2022·全国·高考真题）如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距 SKIPIF 1 < 0 时，它们加速度的大小均为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】当两球运动至二者相距 SKIPIF 1 < 0 时，,如图所示
由几何关系可知 SKIPIF 1 < 0
设绳子拉力为 SKIPIF 1 < 0 ，水平方向有 SKIPIF 1 < 0
解得 SKIPIF 1 < 0
对任意小球由牛顿第二定律可得 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 。故A正确，BCD错误。
故选A。
5．如图所示x、y、z为三个物块，K为轻质弹簧，L为轻线，系统处于平衡状态。现若将L突然剪断，用ax、ay分别表示刚剪断时x、y的加速度，则有（ ）

A．ax=0、ay=0B．ax=0、ay≠0
C．ax≠0、ay≠0D．ax≠0、ay=0
【答案】 B
【解析】 将L突然剪断后，线的拉力立即就没有了，所以y原来受到的线的拉力没有了，而上面受到的弹簧的拉力不变，所以y就有了合力，产生了加速度，所以ay≠0，对于物体x，由于上下的弹簧的拉力都没发生变化，x的受力不变，加速度为0，故B选项正确。故选B。
6.如图所示，吊篮P用细线悬挂在天花板上，与P质量相同的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧上端，保持静止状态。当悬挂吊篮的细线被剪断的瞬间，吊篮P与物体Q的加速度分别为(重力加速度为g) ( )
A.aP=g aQ=gB.aP=2g aQ=0
C.aP=2g aQ=gD.aP=g aQ=0
【答案】B
【解析】设P、Q的质量均为m，初始状态时细线的拉力为T=2mg。在剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，Q受力不变，则Q的加速度仍为零，即aQ=0；对于P，受到重力和弹簧的弹力，方向均竖直向下，大小等于细线剪断前的拉力，即合力为F合=2mg，由牛顿第二定律得2mg=maP，解得aP =2g，故选B。
7.如图甲、乙所示，质量为m的小球均处于平衡状态。现将细线L2剪断，则剪断L2的瞬间 ( )

甲 乙
A.甲图小球加速度为a=g sin θ，垂直L1斜向下方
B.乙图小球加速度为a=g sin θ，垂直L1斜向下方
C.甲图小球加速度为a=g tan θ，水平向右
D.乙图小球加速度为a=g tan θ，水平向左
【答案】A
【解析】题图甲中，将L2剪断的瞬间，小球受力发生突变，沿绳L1方向的合力为零，小球所受的合力为F合A=mg sin θ，由牛顿第二定律得mg sin θ=ma1，得a1=g sin θ，故C错误，A正确；题图乙中，剪断L2瞬间，弹簧弹力不突变，小球受重力与弹簧弹力作用，合力大小等于原来细线L2中的拉力，为F合B=mg tan θ，由牛顿第二定律得mg tan θ=ma2，得a2=g tan θ，方向水平向右，故B、D错误。
8.一质量为1 kg的物体，在5个共点力的作用下保持静止。若同时撤去其中大小分别为6 N和5 N的两个力，其余的力保持不变，则此时该物体的加速度大小不可能为 ( )
A.13 m/s2B.8 m/s2
C.3 m/s2D.2 m/s2
【答案】A
【解析】根据平衡条件得知，其余力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反，则撤去大小分别为6 N和5 N的两个力后，物体的合力大小范围为1 N≤F合≤11 N，根据牛顿第二定律得物体的加速度范围为1 m/s2≤a≤11 m/s2，则加速度大小不可能为13 m/s2，故选A。
9.底板光滑的小车上有一个质量为1 kg的木块，其两头用两个完全相同的最大测量值均为20 N的弹簧测力计甲和乙系住。小车在水平地面上做匀速直线运动时，这两个弹簧测力计的示数均为10 N。当小车做匀加速直线运动时，测力计甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是 ( )
A.2 m/s2B.4 m/s2
C.6 m/s2D.8 m/s2
【答案】B
【解析】因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧测力计甲的示数由10 N变为8 N时，其形变量减小，则弹簧测力计乙的形变量必然增大，且它们形变量变化的大小相等，所以弹簧测力计乙的示数应为12 N。木块在水平方向所受到的合外力为F合=F乙-F甲=12 N-8 N=4 N，根据牛顿第二定律，得木块的加速度大小为a==4 m/s2，小车与木块相对静止，加速度相等，所以小车的加速度为4 m/s2。故选B。
10.（2023山东卷）质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为 SKIPIF 1 < 0 时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为 SKIPIF 1 < 0 。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为（ ）

A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】设物体与地面间的动摩擦因数为μ，当小车拖动物体行驶的位移为S1的过程中有
F－f－μmg = (m＋M)a v2= 2aS1 P0= Fv
轻绳从物体上脱落后 a2= μg v2= 2a2(S2－S1)
联立有 SKIPIF 1 < 0
故选A。
11.如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是 ( )

A.F1B.F2
C.F3D.F4
【答案】B
【解析】鸟沿虚线斜向上加速飞行，加速度沿虚线向上，故合力F沿虚线向上；鸟受重力和空气对它的作用力，根据力的合成法则，可知空气对其作用力可能为F2，故选B。
12.一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下，若雨滴下落过程中所受重力保持不变，且空气对雨滴的阻力随其下落速度的增大而增大，则如图所示的图像中能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是 ( )
【答案】A
【解析】根据牛顿第二定律得a=，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零时，雨滴做匀速直线运动，故A正确。
13.如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中（ ）
A．桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B．鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C．若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D．若猫增大拉力，鱼缸有可能滑出桌面
【答案】B
【解析】A．桌布与鱼缸都向右运动，但桌布的速度大于鱼缸的速度，则鱼缸相对于桌布向左运动，则桌布对鱼缸摩擦力的方向向右，A错误；
B．根据牛顿第二定律可知鱼缸在桌布上匀加速滑动时的加速度大小与在桌面上匀减速滑动时的加速度大小相等，根据对称性可知鱼缸在桌布上的滑动时间等于在桌面上的滑动时间，B正确；
C．鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力，其大小与拉力无关，只与压力和动摩擦因数有关，因此增大拉力时，摩擦力不变，C错误；
D．对桌布受力分析，如下图所示
猫减小拉力时，桌布在桌面上运动的加速度减小，则运动时间变长，因此鱼缸加速时间变长，桌布抽出时的位移以及速度均变大，则有可能滑出桌面。若猫增大拉力，鱼缸在桌布上的加速度大小和桌面上的加速度大小都不变，鱼缸不可能滑出桌面。D错误。
故选B。
14.如图，一机械臂铁夹夹起质量为m的小球，机械臂与小球沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动，则铁夹对球的作用力（ ）
A．大小为mg，方向竖直向上
B．大小为ma，方向水平向右
C．大小与小球的加速度大小无关
D．方向与小球的加速度大小有关
【答案】D
【解析】ABC．对小球进行受力分析，受到重力，铁夹对球的作用力，根据牛顿第二定律可知合力方向水平向右，则可得铁夹对球的作用力方向斜向上方，根据平行四边形定则可得，铁夹对球的作用力大小为
SKIPIF 1 < 0 与加速度大小有关，ABC错误；
D．设铁夹对球的作用力F与竖直方向的夹角为 SKIPIF 1 < 0 ，则有 SKIPIF 1 < 0
所以可得方向与小球的加速度大小有关，D正确。
故选D。
15.新疆长绒棉因质量美誉世界，长绒棉从犁地、播种、植保到采收，已基本实现全自动化。如图为无人机为棉花喷洒农药。无人机悬停在某一高度，自静止开始沿水平方向做匀加速运动，2s达到作业速度，开始沿水平方向匀速作业，己知作业前无人机和农药总质量为20kg，无人机作业速度为6m/s，重力加速度为10m/s2，则在加速阶段空气对无人机的作用力约为（ ）
A．60NB．200NC．209ND．220N
【答案】C
【解析】根据加速度定义得 SKIPIF 1 < 0
根据力的合成得 SKIPIF 1 < 0
故选C。
课程标准
学习目标
1．能准确表述牛顿第二定律，并理解牛顿第二定律的概念及含义。
2．知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。
3．能运用牛顿第二定律解释生产、生活中的有关现象，解决有关问题。
4．初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。
1、通过分析探究实验的数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式，并准确表达牛顿第二定律的内容，培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。
2、能根据1N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的，体会单位的产生过程。
3、能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
4、会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度。
性质
理解
因果性
力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度
矢量性
F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同
瞬时性
加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生、同时变化、同时消失
同体性
F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的
独立性
作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
相对性
物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系
类别
弹力表现形式
弹力方向
能否突变
轻绳
拉力
沿绳收缩方向
能
橡皮条
拉力
沿橡皮条收缩方向
不能
轻弹簧
拉力、支持力
沿弹簧轴线方向
不能
轻杆
拉力、支持力
不确定
能