专题(11)牛顿第二定律及应用(原卷版).docx

2021年高考物理一轮复习必热考点整合回扣练
专题（11）牛顿第二定律及应用（原卷版）
考点一 　
牛顿第二定律的“六”个性质

题型1　牛顿第二定律的矢量性
【典例1】　(多选)如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对小车静止地摆放在右端．B与小车平板间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻(　　)

A．小车对物块B的摩擦力大小为μmg
B．小车对物块B的摩擦力水平向右
C．小车对物块B的摩擦力大小为mgtan θ
D．小车对物块B的合力大小为mg
【变式1】如图所示，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，小车向右做匀加速运动，小球所受直杆的作用力的方向沿图中的OO′方向，若增大小车的加速度，小球所受直杆的作用力的方向可能沿(　　)

A．OA方向 B．OB方向
C．OC方向 D．OD方向
【提 分 笔 记】
由于加速度的方向与合力的方向总相同，若已知合力方向，即可确定加速度方向；反之，若已知加速度方向，即可确定合力的方向．
题型2　牛顿第二定律的瞬时性
【典例2】　如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有(　　)

A．两图中两球加速度均为gsin θ
B．两图中A球的加速度均为零
C．图乙中轻杆的作用力一定不为零
D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍
【变式2】(多选)水平面上有一个质量为m＝2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．已知小球与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，当剪断轻绳的瞬间，取g＝10 m/s2，以下说法正确的是(　　)

A．此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B．小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左
C．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右
D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0
【提 分 笔 记】
加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：

题型3　牛顿第二定律的独立性
【典例3】　如图所示，当小车向右加速运动时，物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上，当车的加速度增大时(　　)

A．M受静摩擦力增大　　　 B．M对车厢壁的压力减小
C．M仍相对于车厢静止 D．M受静摩擦力减小

【提 分 笔 记】
(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律．
(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和．
(3)力和加速度在各个方向上的分量也遵守牛顿第二定律，即ax＝，ay＝.
题型4　力和运动的定性关系
【典例4】　如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上．一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．观察小球从开始下落到小球第一次运动到最低点的过程，下列关于小球的速度v或加速度a随时间t变化的图象中符合实际情况的是(　　)

【提 分 笔 记】
(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度．
(2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝.
(3)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动．
考点二 　
1．对超重和失重的理解
(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变．
(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失．
(3)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．
(4)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重现象．
2．判断超重和失重的方法
从受力的角度判断
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态
从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态
从速度变化的角度判断
①物体向上加速或向下减速时，超重
②物体向下加速或向上减速时，失重
【典例5】　(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力(　　)

A．t＝2 s时最大　　　　　　 B．t＝2 s时最小
C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小
【变式3】在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内，下列说法中正确的是(　　)

A．晓敏同学所受的重力变小
B．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力
C．电梯一定在竖直向下运动
D．电梯的加速度大小为，方向一定竖直向下
【变式4】一质量为m的人站在电梯中，电梯匀加速上升，加速度大小为g(g为重力加速度)．人对电梯底部的压力大小为(　　)
A.mg B．2mg
C.mg D．mg
考点三 　
1．连接体问题的处理方法
(1)整体法：把加速度相同的物体看作一个整体来研究的方法，整体法不考虑系统内力的影响，只考虑系统所受的外力．
(2)隔离法：把系统中某一物体(或某几个物体)隔离出来单独研究的方法，隔离法可以求系统内物体间的相互作用．
(3)整体法和隔离法并不是对立的，而是相互结合，交叉运用的．
2．加速度相同的连接体问题
(1)求内力时，通常先利用整体法求加速度，再利用隔离法求物体间的作用力．
(2)求外力时，通常先利用隔离法求加速度，再利用整体法求整体受到的外加作用力．
3．加速度不同的连接体问题
若系统内各个物体的加速度不同，一般采用隔离法．以各个物体分别作为研究对象，对它们分别进行受力分析和运动分析，并注意之间的相互作用力关系，分别列方程联立求解．
【典例6】　(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为(　　)
A．8 B．10
C．15 D．18

【变式5】(多选)如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(　　)

A．该水平拉力大于轻绳的弹力
B．物块c受到的摩擦力大小为μmg
C．当该水平拉力增大为原来的1.5倍时，物块c受到的摩擦力大小为0.5μmg
D．剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为μmg
【变式6】(多选)如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样大小的恒力F沿着倾角为θ的光滑斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为x2，则下列说法中正确的是(　　)

A．若m>M，有x1＝x2 B．若msin θ，有x1>x2 D．若μ向都相同时，优先选用“整体法”，如果还要求系统内物体相互作用的内力时，再利用“隔离法”；如果连接体中各部分的加速度不同，一般选用“隔离法”．
考点四 　
1．常见的动力学图象
v­t图象、a­t图象、F­t图象、F­a图象等．
2．图象问题的类型
(1)已知物体受的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．
(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．
(3)由已知条件确定某物理量的变化图象．
题型1　根据图象分析物理过程
【典例7】　(多选)物体A、B原来静止于光滑水平面上．从t＝0时刻开始，A沿水平面做直线运动，速度随时间变化如图甲所示．B受到如图乙所示的水平拉力作用．则在0～4 s的时间内(　　)

A．物体A所受合力保持不变
B．物体A的速度不断减小
C．2 s末物体B改变运动方向
D．2 s末物体B速度达到最大
【变式8】如图甲所示，在光滑水平面上，静止放置一质量为M的足够长木板，质量为m的小滑块(可视为质点)放在长木板上．长木板受到水平拉力F与加速度a的关系如图乙所示，重力加速度大小g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　)

A．长木板的质量M＝2 kg
B．小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4
C．当F＝14 N时，长木板的加速度大小为3 m/s2
D．当F增大时，小滑块的加速度一定增大
【提 分 笔 记】
(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．
(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等．
(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断．
题型2　根据物理过程选择图象
【典例8】　(2018年全国卷Ⅰ)如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动．以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图象可能正确的是(　　)

【变式9】(多选)如图所示，光滑的水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示的一维坐标系．现将外力突然反向并使B向右做匀加速运动，下列关于拉力F、两滑块间的弹力FN与滑块B的位移变化的关系图象，可能正确的是(　　)

【提 分 笔 记】
利用数形结合法，先得到F­x的解析式，再选择图象．本题易错点：x不是弹簧的形变量．