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第 8 讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
——划重点之精细讲义系列
考点一 对牛顿第二定律的理解
1.牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到作用力成正比,跟物体的质量成反比,加
速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表达式:F=ma
2.适用范围
(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.
(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.
3.牛顿第二定律的“五性”
4.力、加速度、速度间的关系
(1)加速度与力有瞬时对应关系,加速度随力的变化而变化.
(2)速度的改变需经历一定的时间,不能突变;加速度可以突变.
【典例1】如图甲、乙所示,两车都在光滑的水平面上,小车的质量都是 M,人
的质量都是m,甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F,对
于甲、乙两图中车的加速度大小说法正确的是( )
A.甲图中车的加速度大小为
B.甲图中车的加速度大小为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.乙图中车的加速度大小为
D.乙图中车的加速度大小为
解析:选C.对甲图以车和人为研究对象,系统不受外力作用,故甲图中车的加速
度为零,A、B错误;乙图中人和车受绳子的拉力作用,以人和车为研究对象,受力大
小为2F,所以乙图中车的加速度a=,C正确,D错误.
【典例2】(多选)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
解析:选BC.质点原来做匀速直线运动,说明所受合外力为0.当对其施加一恒力
后,恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定,则质点可能做直线运动,也可能
做曲线运动,但加速度的方向一定与该恒力的方向相同,选项B、C正确.
【典例3】(多选)一物体重为50 N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2,现加上如
图所示的水平力F 和F,若F=15 N时物体做匀加速直线运动,则F 的值可能是(g=
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10 m/s2)( )
A.3 N B.25 N
C.30 N D.50 N
解析:选ACD.若物体向左做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知 F -F -
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μG=ma>0,解得F<5 N,A正确;若物体向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
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可知F-F-μG=ma>0,解得F>25 N,C、D正确.
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【典例5】(多选) 如图所示,固定在水平面上的光滑斜面的倾角为θ,其顶端装有
光滑小滑轮,绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B,另一端被人拉着,且人、滑轮间的
轻绳平行于斜面.人的质量为M,B物块的质量为m,重力加速度为g,当人拉着绳子
以大小为a 的加速度沿斜面向上运动时,B 物块运动的加速度大小为a ,则下列说法
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正确的是( )
A.物块一定向上加速运动
B.人能够沿斜面向上加速运动,必须满足m>Msin θ
C.若a=0,则a 一定等于
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D.若a=a,则a 可能等于
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资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】解析:选CD.对人受力分析,由牛顿第二定律可知 F-Mgsin θ=Ma ,得F=
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Mgsin θ+Ma ,若F>mg,则物体B加速上升,若F<mg,则物体B加速下降,若F
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=mg,物体B静止,故A错误; 人能够沿斜面向上加速运动,只需满足F>Mgsin θ
即可,故B错误;若a=0,则F=mg,故mg-Mgsin θ=Ma,a=,故C正确;F=
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Mgsin θ+Ma,当F