第3讲牛顿运动定律-2022年高考物理二轮复习直击高考热点难点（解析版）

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第3讲 牛顿运动定律
根据偏角求加速度
例题 11．某人想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，
细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中，
细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片（如图所示），拍摄方向跟地铁前
进方向垂直。请你根据这张照片估算此时地铁的加速度为（　　）
A．B．C．D．缺乏数据，无法测
量
【答案】A
【解析】
当圆珠笔与列车相对静止时，圆珠笔的加速度与列车的加速度相同。设细线与竖直扶手的
夹角为 ，以圆珠笔为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律
解得
由一支圆珠笔的长度约为 15cm，估算此时细线的长度 80cm 和圆珠笔重心到竖直扶手的距
离11cm，得
联立得
故选 A。
超重失重的建模
例题 2图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。
图乙是根据传感器采集到的数据画出的力-时间图象。两图中 a～g各点均对应，其中有几
个点在图甲中没有画出。取重力加速度 g=10 m/s2根据图象分析可知（　　）
A．人的重力为 1500 N B．c点位置人处于超重状态
C．e点位置人处于失重状态 D．d点的加速度小于 f点的加速度
【答案】B
【解析】
A．开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是 500N，根据牛顿力平衡可知，
人的重力也是 500N，A错误；
B．c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，B正确；
C．e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，C错误；
D．人在 d点时人受到的支持力较大，则由牛顿第二定律可知
f点的支持力为零，人处于完全失重状态，加速度为重力加速度 ，d点的加速度大于 f
点的加速度，D错误。
故选 B。
牛顿运动定律
一、牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系
1．牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验”为基础，经
过科学抽象、归纳推理而总结出来的，牛顿第一定律不能在实验室进行验证．
牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律．
2．牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想情况，
在此基础上，牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系：F＝ma.
二、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，F与a具有瞬时对应关系．
3．力学单位制
(1)单位制：由基本单位和导出单位共同组成．
(2)基本单位：基本物理量的单位．力学中的基本物理量有三个，分别是质
量、时间和长度，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米 (m) ．
(3)导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．
三、应用牛顿第三定律时应注意的问题
1．定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律
都是成立的．
2．牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一
个必然同时产生或消失．
例题 3如图 9所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为
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