4.3 牛顿第二定律 -2022-2023学年高一物理精讲精练（2019人教版必修第一册）（原卷版）

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4.3 牛顿第二定律

考点精讲

考点 1：对牛顿第二定律的理解

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＝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。

2．牛顿第二定律的六个性质

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

3.力与运动的关系

【例 1】

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，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比

B．由 m＝可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由 a＝可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比

D．由 m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出

理解牛顿第二定律的三个误区

（1）认为先有力，后有加速度：物体的加速度和合外力是同时产生的，不分先后，但有因果性，力

是产生加速度的原因，没有力就没有加速度。

（2）认为质量与力成正比，与加速度成反比：不能根据 m＝得出 m∝F、m∝的结论，物体的质量 m

是由自身决定的，与物体所受的合外力和运动的加速度无关。

（3）认为作用力与 m和a都成正比：不能由 F＝ma 得出 F∝m、F∝a的结论，物体所受合外力的大

小是由物体的受力情况决定的，与物体的质量和加速度无关。

【针对训练】

1．(对牛顿第二定律公式的理解)在牛顿第二定律公式 F＝kma 中，比例系数 k的数值(　　)

A．在任何情况下都等于 1

B．是由质量 m、加速度 a和力 F三者的大小所决定的

C．与质量 m、初速度 a和力 F三者的单位无关

D．在国际单位制中一定等于 1

2．(合外力、加速度、速度三者的关系)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

考点 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

【例 2】将一个物体用弹簧测力计竖直悬挂起来后，弹簧测力计的示数如图甲所示 (弹簧测力计的量程

为0～100 N)，之后将该物体放到粗糙的水平面上如图乙所示，当逐渐增大拉力到 43 N 时，物体刚好运动，

物体运动之后只用 40 N 的拉力就能保持向右匀速运动。问：(g取10 m/s2)

甲　　　　　乙

（1）物体的质量为多少？物体与地面间的最大静摩擦力为多大？

（2）物体与地面间的动摩擦因数为多大？

（3）如果将拉力改为60 N，并且由静止拉物体运动，经过10 s 时物体的运动速度和位移各为多少？

【题 3】

如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力 F拉物体，在 F从0开始逐渐增大的

过程中，物体先静止后做变加速运动，其加速度 a随外力 F变化的图像如图乙所示。根据图乙中所标出的

数据可计算出（g取10 m/s2）（　　）

A．物体的质量为 1 kg B．物体的质量为 2 kg

C．物体与水平面间的动摩擦因数为 0.3 D．物体与水平面间的动摩擦因数为 0.5

正交分解法

物体在三个或三个以上的力作用下做匀变速直线运动时往往采用正交分解法解决问题。

（1）正交分解的方法是常用的矢量运算方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算，

常见的是沿加速度方向和垂直加速度方向建立坐标系。

（2）坐标系的建立并不一定必须沿加速度方向，应以解题方便为原则，在建立直角坐标系时，不管

选取哪个方向为 x轴正方向，最后得到的结果都应该是一样的。

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