4.3 牛顿第二定律-2022-2023学年高一物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019必修第一册）

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4.3　牛顿第二定律

一：知识精讲归纳

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/ s 2

3．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.

大重点：对牛顿第二定律的理解

(1)a＝是加速度的决定式，该式揭示了加速度的大小取决于物体所受的合力大小及物体的质量，加速度的方向取决

于物体所受的合力的方向．

(2)a＝是加速度的定义式，但加速度的大小与速度变化量及所用的时间无关．

(3)公式 F＝ma，单位要统一：表达式中 F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位．

(4)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是某一个分力，加速度 a为该力产生的分加

速度．

2．牛顿第二定律的四个性质

(1)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．

(2)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．

(3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失．

(4)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．

3、合力、加速度、速度的关系

1．力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果．只要物体所受的合力不为零，就会产生加速度．加速度与合力

方向是相同的，大小与合力成正比(物体质量一定时)．

2．力与速度无因果关系：合力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角．合力方向与速度方向相同时，

物体做加速运动，相反时物体做减速运动．

4、牛顿第二定律的简单应用

1．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．

2．应用牛顿第二定律解题的方法

(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，物体所受合力的方向即加速度

的方向．

(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合力．

①建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力

正交分解后，列出方程 Fx＝ma，Fy＝0(或Fx＝0，Fy＝ma)．

②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度 a.

根据牛顿第二定律列方程求解．

二：考点题型归纳

题型一：牛顿第二定律的定义理解

1．（2022·全国·高一）下列对牛顿第二定律的表达式 F＝ma 及其变形公式的理解，正确的是（　　）

A．由 F＝ma 可知，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比

B．由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比

D．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用

2．（2022·河南·鄢陵县职业教育中心高一期末）关于对牛顿第二定律的认识，下列说法中正确的是（　　）

A．某物体受到的合外力越大，物体的速度就越大

B．某物体受到的合外力越大，物体速度变化越大

C．某物体受到的合外力越大，物体速度变化越快

D．由得物体的质量跟它受到的合外力成正比，跟它的加速度成反比。

3．（2022·湖北·武汉东湖新技术开发区教育发展研究院高一期末）关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（　

）

A．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

B．质量大的物体，其加速度一定小

C．物体所受到的合外力与物体的质量成正比

D．表达式中的比例系数 k恒为 1

题型二：牛顿第二定律的同向性

4．（2022·湖北武汉·高一期末）如图所示，在倾斜固定的杆上套一个质量为 m的圆环，圆环通过轻绳悬挂着一个

质量为 M的小球，在圆环沿杆向下滑动的过程中，小球与圆环相对静止，且悬挂小球的轻绳始终处于竖直方向，

则下列说法正确的是（　　）

A．圆环做匀速直线运动 B．圆环不受摩擦力的作用

C．圆环受到合力不等于零 D．绳对小球的拉力小于 Mg

5．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高一期末）如图，放置在粗糙水平面上的斜劈上固定有一个短直

轻杆，直杆的上端固定一个小球，现用一力 F水平作用在斜劈上，使斜劈和小球一起水平向左做直线运动，下列

说法正确的是（　　）

A．当斜劈做匀速直线运动时，直杆对小球的弹力沿杆斜向上

B．当斜劈做匀加速直线运动时，直杆对小球的弹力一定沿杆斜向上

C．当斜劈做匀加速直线运动时，直杆对小球的弹力有可能不沿杆，方向斜向左上方

D．当斜劈做匀减速直线运动时，直杆对小球的弹力沿杆斜向下

6．（2021·山东·招远市第二中学高一阶段练习）如图所示，沿平直轨道运动的车厢内有一个光滑水平桌面，一水

平放置的弹簧分别与车厢侧壁和放在桌面上的小球拴接。开始时弹簧处于自然长度状态，如果旅客看到弹簧的长

度变长了，则火车的运动状态可能是（　　）

A．火车在向右运动，速度不断增大B．火车在向右运动，速度不断减小

C．火车在向左运动，速度保持不变 D．火车在向左运动，速度不断减小

题型三：牛顿第二定律求突变问题

7．（2022·江苏·海安高级中学高一期中）如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与

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