2020-2021年高考物理一轮复习核心考点专题8 牛顿第二定律及应用

2020-2021 年高考物理一轮复习核心考点专题 8 牛顿第二定律及应用<br />知识一　牛顿第二定律<br />1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向<br />相同．<br />2．表达式：F＝ma.<br />3．适用范围<br />(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系．<br />(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况．<br />4．对牛顿第二定律的理解<br />因果性 F 是产生 a 的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力<br />矢量性 加速度 a 的方向由合外力 F 的方向决定<br />瞬时性<br />a 与 F 对应同一时刻，即 a 为某时刻的加速度时，F 为该时刻物体所受合<br />外力，物体所受合外力的瞬时变化会导致加速度的瞬时变化<br />同一性<br />①F、m、a 对应同一个物体或系统；<br />②F、m、a 统一使用国际单位<br />独立性<br />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；<br />②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和；<br />③力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即 ax＝<br />Fx<br />m<br />，ay＝<br />Fy<br />m<br />　加速度的决定式<br />加速度由物体质量和所受合外力决定，与速度大小没有必然联系．<br />知识二　牛顿第二定律的应用<br />一、瞬时问题<br />1．牛顿第二定律的表达式为：F 合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力<br />的方向一致．当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变．<br />2．轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别<br /> <br />(1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为 0.<br />(2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变．<br />二、超重和失重<br />1．超重<br />(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象．<br />(2)产生条件：物体具有向上的加速度．<br />2．失重<br />(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．<br />(2)产生条件：物体具有向下的加速度．<br />3．完全失重<br />(1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于 0 的现象称为完全失重现象．<br />(2)产生条件：物体的加速度 a＝g，方向竖直向下．<br />4．实重和视重<br />(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关．<br />(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重<br />力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．<br />完全失重状态<br />工作原理由重力作用效果决定的仪器，在完全失重的状态下会失效，如天平、单摆、水银气压计、密度计、<br />连通器等．<br />三、连接体问题<br />1．连接体：两个或两个以上有一定相互作用的物体构成连接体．<br />2．内力和外力：连接体内部各物体之间的相互作用力是内力；系统内的物体受到系统外的物体的作用力是<br />外力．内力和外力的区分取决于所选择的研究对象．<br />几种常见的连接体<br /> <br />对点练习<br />1. (多选)在牛顿第二定律公式 F＝kma 中，有关比例常数 k 的说法正确的是 (　　)<br />A．在任何情况下都等于 1<br />B．k 值是由质量、加速度和力的大小决定的<br />C．k 值是由质量、加速度和力的单位决定的<br />D．在国际单位制中，k 的数值等于 1<br />【答案】CD<br />【解析】在牛顿第二定律公式 F＝kma 中，F、m、a 所选取的单位不同，则 k 的数值不同，即 k 值是由质量、<br />加速度和力的单位决定的，只有在国际单位制中，k 的数值才等于 1，故选项 C、D 正确，选项 A、B 错<br />误．<br />2. 一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了 4 cm，再将重物向下拉 1 cm，然后放手，则在释<br />放瞬间重物的加速度大小是(g 取 10 m/s2) (　　)<br />A．2.5 m/s2 B．7.5 m/s2<br />C．10 m/s2 D．12.5 m/s2<br />【答案】A<br />【解析】弹簧伸长量为 Δx1＝4 cm 时，重物处于平衡状态，故 mg＝kΔx1；再将重物向下拉 1 cm，则弹簧的<br />伸长量变为 Δx2＝5 cm，在重物被释放瞬间，由牛顿第二定律可得 kΔx2－mg＝ma；由以上两式解得 a＝2.5 <br />m/s2，故选项 A 正确．<br />3. 一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是(　　)<br />A．先减小...