《高一物理知识点专题解析与题型练习（人教版必修1）》第4.3课时 牛顿第二定律（解析版）

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第4.3 课时 牛顿第二定律
一、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_____比，跟它的质量成_____比，加速度的
方向跟作用力的方向_____.
2.表达式
(1)表达式：F＝_____，式中 k是比例系数，F是物体所受的____.
(2)国际单位制中：F＝_____
二、力的单位
1.国际单位：力的单位是____，简称____，符号____
2.1N 的 定 义 ： 使 质 量 为 1 kg 的 物 体 产 生 1 m/s2的 加 速 度 的 力 规 定 为 1 N， 即 1 N ＝
___________________.
3.比例系数 k的意义
(1)在F＝kma 中，k的选取有一定的任意性.
(2)在国际单位制中 k＝____，牛顿第二定律的数学表达式为_________，式中 F、m、a的单位
分别为____、____、____.
答案：正 反 相同 kma 合力 ma 牛顿 牛 N 1kg·m/s2 1 F=ma N kg m/s2
考点一　对牛顿第二定律的理解
1．牛顿第二定律的四个特性
矢量性 F＝ma 是矢量式，a与F同向
瞬时性 a与F对应同一时刻
因果性 F是产生 a的原因
同一性 F、m、a对应同一个物体或系统
2.合力与运动的关系
由牛顿第二定律可知：物体所受合力决定加速度的大小和方向，从而决定物体的运动情
况：
(1)合力与速度方向相同时，物体做加速直线运动．
(2)合力与速度方向相反时，物体做减速直线运动．
(3)合力与速度不在一直线时，物体做曲线运动．
有一轻质橡皮筋下端挂一个铁球，手持橡皮筋的上端使铁球竖直向上做匀加速运动，若
某时刻手突然停止运动，则下列判断正确的是(　　)
1
A．铁球立即停止上升，随后开始向下运动
B．铁球立即开始向上做减速运动，当速度减到零后开始下落
C．铁球立即开始向上做减速运动，当速度达到最大值后开始下落
D．铁球继续向上做加速运动，当速度达到最大值后才开始做减速运动
【答案】D
【解析】铁球匀加速上升，受到拉力和重力的作用，且拉力的大小大于重力，手突然停止运
动瞬间，铁球由于惯性继续向上运动，开始阶段橡皮条的拉力还大于重力，合力竖直向上，
铁球继续向上加速运动，当拉力等于重力后，速度达到最大值，之后拉力小于重力，铁球开
始做减速运动，故 A、B、C三项错误，D项正确．
考点二 利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤
(1)明确研究对象．
(2)进行受力分析和运动状态分析，画出示意图．
(3)求出合力 ．
(4)由 列式求解．
用牛顿第二定律解题，就要对物体进行正确的受力分析，求合力．物体的加速度既和物体
的受力相联系，又和物体的运动情况相联系，加速度是联系力和运动的纽带．故用牛顿第二
定律解题，离不开对物体的受力情况和运动情况的分析．
【说明】①在选取研究对象时，有时整体分析、有时隔离分析，这要根据实际情况灵活选
取．
② 求出合力 时，要灵活选用力的合成或正交分解等手段处理．一般受两个力时，用合成
的方法求合力，当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题，多数
情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上有： (沿加速度方向)．
(垂直于加速度方向)．
特殊情况下分解加速度比分解力更简单．应用步骤一般为：①确定研究对象；②分析研究
对象的受力情况并画出受力图；③建立直角坐标系，把力或加速度分解在 x轴或 y轴上；④
分别沿 x轴方向和 y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；⑤统一单位，计算数值．
【注意】在建立直角坐标系时，不管选取哪个方向为 x轴正方向，所得的最后结果都应是
2
一样的，在选取坐标轴时，应以解题方便为原则来选取．
1.物体在外力作用下做变速直线运动时：（ ）
A．当合外力增大时，加速度增大 B．当合外力减小时，物体的速度也减小
C．当合外力减小时，物体的速度方向与外力方向相反 D．当合外力不变时，物体的速度也
一定不变
【答案】A
【解析】合外力增大，加速度一定增大。合外力减小，加速度一定减小，但速度不一定减小 ，
比如此时速度与加速度同方向。加速度的方向与合外力方向相同，速度方向与合外力方向之
间没有必然的联系。合外力不变，加速度一定不变，但只要合外力不为零，物体的速度就一
定变化。
2.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 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 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 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出
【答案】CD
【解析】牛顿第二定律的表达式 F＝ma 表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可
求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由
和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关；故排除 A、B，选 C、D．
3.如图所示，物体 P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重
力G=10N 的重物，物体 P向右运动的加速度为 a1；若细线下端不挂重物，而用 F=10N 的力竖
直向下拉细线下端，这时物体 P的加速度为 a2，则：（ ）
A. a1<a2 B.a1=a2C. a1>a2 D.条件不足，无法判断
【答案】A
3
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