高考物理考点——牛顿第二定律

考点解读

1.用牛顿第二定律分析瞬时加速度

2.分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种模型:

3.在求解瞬时加速度问题时应注意:

(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。

(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。

 

考向一 牛顿第二定律的应用

(2018·安徽淮北一中)如图所示,AB两物块的质量分别为2mm,静止叠放在水平地面上。AB间的动摩擦因数为B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,则下列说法中正确的

1.如图AB两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接C物体,已知AC的质量都是1 kg,B的质量是2 kg,AB间的动摩擦因数是0.3,其它摩擦不计。由静止释放CC下落一定高度的过程中(C未落地,B未撞到滑轮,g=10 m/s2)。下列说法正确的是

A.AB两物体发生相对滑动

B.A物体受到的摩擦力大小为3 N

C.B物体的加速度大小是2.5 m/s2

D.细绳的拉力大小等于10 N

【答案】C

【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的基本运用,通过整体法和隔离法判断出AB是否发生相对滑动是解决本题的关键。

 

考向二瞬时加速度的计算

(2018·福建泉州三中)如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端固定一个质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为

1.如图所示,质量为4 kg的小球A和质量为1 kg的物体B用弹簧相连后,再用细线悬挂在升降机顶端,当升降机以加速度a=2 m/s2,加速上升过程中,剪断细线的瞬间,两小球的加速度正确的是(重力加速度为g=10 m/s2

考向三 牛顿第二定律

(2018·高考物理押题卷)甲、乙两球质量分别为m1m2,从同一地点(足够高)处同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kvk为正的常量)。两球的vt图象如图所示。落地前,经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1v2。则下列判断正确的是

A.释放瞬间甲球加速度较大

B.甲球质量大于乙球

C.t0时间内两球下落的高度相等

D.甲球先做加速度增加的加速运动,后做匀速运动

【参考答案】B

 

1.将一只小球竖直向上抛出,小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比,下列描绘小球在上升过程中的加速度大小a及速度大小v与时间t关系的图象,可能正确的是

1.如图所示,质量为M的薄木板静止在粗糙水平桌面上,木板上放置一质量为m的木块。已知mM之间的动摩擦因数为μmM与桌面间的动摩擦因数均为2μ。现对M施一水平恒力F,将Mm下方拉出,而m恰好没滑出桌面,则在上述过程中

A.水平恒力F一定大于3μ(m+M)g

B.mM上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等

C.mM上滑动的时间是在桌面上滑动的时间的2倍

D.若增大水平恒力F,木块有可能滑出桌面

2.在光滑水平面上,ab 两球沿水平面相向运动。当两球间距小于或等于L 时,受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用;当两球间距大于L 时,则相互作用力为零。两球在相互作用区间运动时始终未接触, 两球运动的vt 图象如图所示,则

A.a 球质量小于b 球质量

B.t1 时刻两球间距最小

C.0~t2 时间内,两球间距逐渐减小

D.0~t3 时间内,b 球所受排斥力方向始终与运动方向相反

3.(2018·上海金山中学)一个物块放在光滑的水平地面上,从静止开始受到水平向右的外力F的作用,外力F与时间t的关系如图所示。则

A.0~t0时间内,物块向右做匀加速运动

B.t0~2t0时间内,物块向左做匀加速运动

C.0~2t0时间内,物块的速度先增大后减小

D.0~2t0时间内,物块的加速度先增大后减小

4.(2018·山东日照)如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平拉力F的作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面之间的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,t0、 t1 、t2、 t3时间间隔相等。则下列说法中正确的是

A.t0时刻加速度不为零

B.t1时刻加速度为零

C.t2时刻物块的加速度最大

D.t3时刻物块的速度最大

5.(2018·新课标I卷)如图,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Fx之间关系的图像可能正确的是

 

6.(2016·新课标全国Ⅰ卷)一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则

A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D.质点单位时间内速率的变化量总是不变

7.(2016·海南卷)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数,在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1F2F3,则

 

A.F1<F2                B.F2>F3

C.F1>F3                D.F1=F3

 

3.C【解析】对物体受力分析,根据牛顿第二定律可知F=ma,0~t0时间内,拉力减小,加速度减小,物体做加速度减小的加速运动,在t0时刻速度达到最大,故A错误;t0~2t0时间内,拉力反向增大,加速度反向增大,做减速运动,根据力的对称性可知,到达2t0时刻速度减速到零,故BD错误,C正确。

6.BC【解析】因为原来质点做匀速直线运动,合外力为0,现在施加一恒力,质点所受的合力就是这个恒力,所以质点可能做匀变速直线运动,也有可能做匀变速曲线运动,这个过程中加速度不变,速度的变化率不变。但若做匀变速曲线运动,单位时间内速率的变化量是变化的。故C正确,D错误。若做匀变速曲线运动,则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同,故A错误;不管做匀变速直线运动,还是做匀变速曲线运动,质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直,故B正确。

【名师点睛】本题主要考查牛顿运动定律。特别注意以前我们碰到的问题经常是去掉一个恒力,本题增加了一个恒力,从牛顿运动定律角度来看没有什么区别。根据牛顿第二定律计算加速度的可能大小,根据合力与速度方向间的关系判断物体的运动情况。要特别注意的是,质点有可能做匀变速曲线运动。

7.A【解析】由vt图象可知,0~5 s内加速度a1=0.2 m/s2,沿斜面向下,根据牛顿第二定律有

7.A【解析】由vt图象可知,0~5 s内加速度a1=0.2 m/s2,沿斜面向下,根据牛顿第二定律有mgsin θfF1=ma1F1=mgsin θf–0.2m;5~10 s内加速度a2=0,根据牛顿第二定律有mgsin θfF2=ma2F2=mgsin θf;10~15 s内加速度a3=–0.2 m/s2,沿斜面向上,根据牛顿第二定律有mgsin θfF3=ma3F3=mgsin θf+0.2m。故可得:F3>F2>F1,选项A正确。

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