考点11 牛顿第二定律——备战2022年高考物理考点一遍过.docx

《考点11 牛顿第二定律——备战2022年高考物理考点一遍过.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《考点11 牛顿第二定律——备战2022年高考物理考点一遍过.docx（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、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：特性模型受外力时的形变量力能否突变产生拉力或支持力质量内部弹力轻绳微小不计能只有拉力没有支持力不计处处相等橡皮绳较大不能只有拉力没有支持力轻弹簧较大不能既可有拉力也可有支持力轻杆微小不计能既可有拉力也可有支持力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。（2020&

2、#183;邢台市第二中学高一开学考试）如图所示，质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂，A、B接触但无挤压。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（g10 m/s2）A12 NB22 NC25 ND30N【参考答案】A【详细解析】剪断细线前，A、B间无压力，对A受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据平衡条件有：N剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律有：代入数据得整体加速度为：m/s2隔离对B分析，根据牛顿第二定律有：代入数据解得：N，故A正确，BCD错误。故选A1（2020·湖南省高一期末）如图，将一轻质弹簧竖直固定在水平

3、桌面上，把小球轻放在弹簧的上端，小球从静止开始向下运动，直至将弹簧压缩至最短。在压缩弹簧的整个过程中，能表示小球加速度a与其下落高度h间关系的图是（设弹簧始终处于弹性限度内）（）ABCD【答案】B【解析】当小球和弹簧接触时，根据牛顿第二定律得mg-kh=ma所以 根据数学知识可知，选项B正确，ACD错误。故选B。（2020·宜宾市叙州区第一中学校高三其他）如图所示，细绳l1与l2共同作用于质量为m的小球而使其处于静止状态，其中细绳l1与竖直方向的夹角为，细绳l2水平，重力加速度为g，不计空气阻力现剪断细绳l2，则剪断瞬间A小球立即处于完全失重状态B小球在水平方向上的加速度大小为gsi

4、n 2C细绳l1上的拉力大小为D小球受到的合力大小为mgtan ，方向水平向右【参考答案】B【详细解析】剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，根据平衡条件求解L1上的拉力，小球运动到最低点的过程中，根据动能定理求出到达最低点的速度，在最低点，根据向心力公式求解绳子的拉力【详解】A、B项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，但重力沿与垂直绳l1方向还有分力：，加速度为 ，将加速度分解到水平方向和竖直方向，水平方向的加速度为：，故A错误，B正确；C项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方向的合力为零，即，故C错误；D项：剪断细线瞬间，小球速度为零，则沿着绳子方

5、向的合力为零，小球的合外力沿与与垂直绳l1方向斜向下，大小为，故D错误故应选：B【点睛】本题考查了共点力平衡、牛顿第二定律、动能定理的基本运用注意剪断l2线，绳子的拉力发生突变，该瞬间沿绳子方向的合力为零，合力沿垂直绳子方向1（2020·江苏省响水中学高一月考）分别在四辆相同汽车的车厢顶部用细线悬挂一个小球，当汽车在沿平直道路上运动的过程中，小球相对汽车所处的状态如图所示. 已知，则获得最大加速度的汽车是ABCD【答案】D【解析】以A图为例，以小球为研究对象，由牛顿第二定律得：Tcos=mg，Tsin=ma 两式联立解得：a=gtan，可知，a越大，汽车的加速度越大，因为0°

6、;，所以D图中汽车的加速度最大。A.与结论不相符，选项A错误；B. 与结论不相符，选项B错误；C. 与结论不相符，选项C错误；D. 与结论相符，选项D正确；（2020·四川省棠湖中学高一月考）直立的轻弹簧一端固定在地面上，另一端拴住一个铁块，现让铁块在竖直方向做往复运动，从块所受合力为零开始计时，取向上为正方向，其运动的位移-时间图像如图所示（）At=0.25s时物体对弹簧的压力最大Bt=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等Ct=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动Dt=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势都在增大【参考答

7、案】D【详细解析】At=0.25s时物体在平衡位置上方最大位移处，此时加速度向下最大，物体发生失重最大，此时对弹簧的压力最小，选项A错误；B t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等，但此时弹簧的形变量不同，即弹簧的弹力不相等，选项B错误；CDt=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动，相对平衡位置的位移逐渐减小，则所受合外力逐渐减小，则加速度减小，即物体做加速度逐渐减小的加速运动，此过程中物体的动能变大，弹簧不断被压缩，弹性势能逐渐变大，选项C错误，D正确。故选D。1（2020·宁夏回族自治区高三一模）一质量为m=2.0 kg的木箱静

8、止在粗糙的水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数=0.2,现对木箱施加一沿水平方向的大小随时间变化的拉力F,使木箱由静止开始运动,测得02s内其加速度a随时间t变化的关系图象如图所示。已知重力加速度g=10 m/s2,下列关于木箱所受拉力F的大小和运动速度v随时间t变化的图象正确的是（ ）ABCD【答案】A【解析】由a-t图像可知，a=4-2t(m/s2)，由牛顿第二定律可知：F=ma+mg=2(4-2t)+0.2×20=-4t+12(N)，可知图像A正确，B错误；由v=at可知，a-t图像的“面积”等于速度的变化，则v=124+(42t)t=4tt2，当t=2s时v=4m/s；则选项

9、CD错误；故选A.1（2020·黑龙江省哈尔滨市第六中学校高一开学考试）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止。撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0。物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则（）A撤去F后，物体先做变加速运动，弹簧原长时速度最大，再做匀减速运动B撤去F后，物体刚运动时的加速度为C物体做匀减速运动的时间为D物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为2（2020·黑龙江省铁人中学高一

10、期中）一个质量为m的质点以速度v0做匀速直线运动，某时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为 ，质点从受到恒力作用到速度减至最小值的过程（   ）A经历的时间为B经历的时间为 C发生的位移为 D发生的位移为 3（2020·山西省致远实验中学校高二期中）如图所示，质量为m的小球用两细线悬挂于A、B两点，小球可视为质点，水平细线OA长L1，倾斜细线OB长为L2，与竖直方向夹角为，现两细线均绷紧，小球运动过程中不计空气阻力，重力加速度为g，下列论述中正确的是（）A在剪断OA现瞬间，小球加速度大小为gtanB剪断OA后，小球将来回摆动，小球运动到B点正

11、下方时细线拉力大小为C剪断OB线瞬间，小球加速度大小为gsinD剪断OB线后，小球从开始运动至A点正下方过程中，重力功率先增大后减小4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m与M之间的动摩擦因数为，m、M与桌面间的动摩擦因数均为2。现对M施一水平恒力F，将M从m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3(m+M)gBm在M上滑动的时间和在桌面上滑动的时间相等Cm在M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5（2019·江苏省南通市高二期末）如图所示，放在固定斜面上的物块沿斜面下滑，若

12、在物块上再施加一竖直向下的恒力F，则A若物块原来匀速运动，则物块将匀加速下滑B若物块原来匀速运动，则物块将匀减速下滑C若物块原来匀加速运动，则物块将以相同的加速度匀加速下滑D若物块原来匀加速运动，则物块将以更大的加速度匀加速下滑6一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A0t0时间内，物块向右做匀加速运动Bt02t0时间内，物块向左做匀加速运动C02t0时间内，物块的速度先增大后减小D02t0时间内，物块的加速度先增大后减小7（2019·四川省宜宾市高一期末）如图（a）,一长木板静止于光滑水平桌面上，时，小物块以速度 滑到长

13、木板上，时刻小物块恰好滑至长木板最右端。图（b）为物块与木板运动的图像，已知图中、，重力加速度大小为g。下列说法正确的是A木板的长度为B物块与木板的质量之比为C物块与木板之间的动摩擦因数为Dt1时刻，小物块和木板动能之比为8（2019·新课标全国卷）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10 m/s2。由题给数据可以得

14、出A木板的质量为1 kgB2 s4 s内，力F的大小为0.4 NC02 s内，力F的大小保持不变D物块与木板之间的动摩擦因数为0.29（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F和x之间关系的图像可能正确的是ABCD10（2016·新课标全国卷）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

15、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11（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05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则AF1<F2BF2>F3CF1>F3DF1=F31BD【解析】A撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外力先减小后增大，则加速度

16、先减小后增大，当弹簧弹力等于滑动摩擦力时，物体的加速度为零，此时速度最大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速运动，故A错误；B刚开始时，由牛顿第二定律有解得故B正确；C由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x0，由牛顿第二定律得将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，则联立解得故C错误；D当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，物体合力为零，速度达到最大，则有解得所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为故D正确。故选BD。2BC【解析】AB、质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，是做类斜抛运动质点的速度先减小后增大，其最

17、小值为，分析可知初速度与恒力的夹角为120°沿恒力方向根据牛顿第二定律可得加速度为：a=在沿恒力方向上有：v0sin30°at=0，解得：t=，故A错误 、B正确；CD、此过程中垂直于力F方向发生的位移为：x=t=，在沿恒力方向上有：，质点的位移为：s=，故C正确，D错误故选BC【点睛】根据题目中的描述物体在做曲线运动，根据速度的合成与分解和位移的合成与分解进行分析，列式求解即可3BD【解析】A剪断细线AO的瞬间，小球开始做竖直面内的圆周运动，其线速度为零，所以沿半径方向的加速度为零，只有沿切线方向的加速度。由牛顿第二定律有，沿半径方向沿切线方向解得故A错误；B剪断AO后，

18、设小球运动到B点正下方时的速度大小为v，由动能定理得在最低点，设小球运动到B点正下方时细线拉力大小为F，由牛顿第二定律得联立解得故B正确；C剪断OB线瞬间，小球做自由落体运动，加速度为g，故C错误；D剪断OB线后，设小球与水平方向的夹角为时，速度为v1，则此时重力的瞬时功率根据数学知识可知，当0 < < 90°时，重力功率P先增大后减小，故D正确。故选BD。4AC【解析】对小木块mg=ma1，对木板：；要使小木块滑离木板，需使a2>a1，则 ，A正确；设小木块在薄木板上滑动的过程，时间为t1，小木块的加速度大小为a1，小木块在桌面上做匀减速直线运动，加速度大小为a2

19、，时间为t2，有：mg=ma1，2mg=ma2，a1t1=a2t2，联立解得：t1=2t2，B错误，C正确；若增大水平恒力F，木块离开木板时间变短，速度变小，位移变小；在桌面上滑动的距离变短，不可能滑出桌面，D错误。故选：AC。5D【解析】若物块原来匀速运动，未加F时，物块匀速下滑，受力平衡，分析物体的受力情况如图，由平衡条件得：mgsin=mgcos；得：sin=cos，对物块施加一个竖直向下的恒力F时，物块受到的滑动摩擦力大小为：f=（F+mg）cos，重力和F沿斜面向下的分力大小为（F+mg）sin，则可知，（F+mg）sin=（F+mg）cos，则物块受力仍平衡，所以仍处于匀速下滑状态

20、，故AB错误。若物块原来匀加速运动，未加F时，物体受重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律有：；当施加F后加速度为：a=，因为gsin>gcos，所以Fsin>Fcos，可见a>a，即加速度增大，则物块将以更大的加速度匀加速下滑，故D确，C错误。6C【解析】对物体受力分析，根据牛顿第二定律可知F=ma，0t0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；t02t0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。7ACD【解析】时刻小物块恰好滑至长木板最右端，所以

21、相对位移就是板长，根据图b知，相对位移为图像面积差：，A正确。相对运动过程中，相互间的摩擦力设为f，木块的加速度，木板加速度 ，所以质量之比为，B错误。木块的加速度，摩擦力 ，所以动摩擦因数为，C正确。动能 ，t1时刻，速度相同，所以动能比等于质量比，D正确。8AB【解析】结合两图像可判断出02 s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；25 s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对24 s和45 s列运动学方程，可解出质量m为1 kg，24 s内的力F为0.4 N，故A、B正确；由于不知道物块的质

22、量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数，故D错误。9A【解析】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、力随位移变化的图线及其相关的知识点。由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。10BC【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

23、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。11A【解析】由vt图象可知，05 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 fF1=ma1，F1=mgsin f0.2m；510 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin fF2=ma2，F2=mgsin f；1015 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 fF3=ma3，F3=mgsin f+0.2m。故可得：F3>F2>F1，选项A正确。