牛頓第二定律基礎(chǔ)試卷一、核心知識(shí)點(diǎn)梳理1.1牛頓第二定律的基本內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=ma，其中F表示物體所受的合力（單位：N），m表示物體質(zhì)量（單位：kg），a表示加速度（單位：m/s2）。力的單位"牛頓"定義為：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力為1N，即1N=1kg·m/s2。1.2牛頓第二定律的六性特征因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度是力作用的瞬時(shí)效果矢量性：加速度方向與合外力方向始終一致，滿足矢量運(yùn)算法則瞬時(shí)性：加速度與合外力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失相對(duì)性：僅在慣性參考系（地面或勻速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)）中成立獨(dú)立性：各分力產(chǎn)生的加速度相互獨(dú)立，總加速度為矢量和同體性：F、m、a對(duì)應(yīng)同一物體，分析時(shí)需明確研究對(duì)象1.3解題基本方法正交分解法：建立直角坐標(biāo)系，將力分解為x軸和y軸分量，分別應(yīng)用Fx=max、Fy=may整體法與隔離法：多物體系統(tǒng)中，整體分析求加速度，隔離分析求內(nèi)力瞬時(shí)性分析：剛性繩（彈力突變）與彈簧（彈力漸變）的受力突變模型差異二、選擇題（單選）2.1概念理解題關(guān)于牛頓第二定律，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體所受合力越大，速度變化量一定越大B.物體加速度為零時(shí)，速度也一定為零C.物體的質(zhì)量與加速度成反比D.加速度方向一定與合外力方向相同質(zhì)量為2kg的物體受到兩個(gè)共點(diǎn)力作用，F(xiàn)?=3N，F(xiàn)?=4N，當(dāng)兩力夾角為90°時(shí)，物體加速度大小為（）A.1.5m/s2B.2m/s2C.2.5m/s2D.3.5m/s22.2瞬時(shí)性問(wèn)題如圖所示，小球用輕彈簧懸掛在天花板上，并用水平細(xì)繩固定在墻上處于靜止?fàn)顟B(tài)。若突然剪斷水平細(xì)繩，則剪斷瞬間小球的加速度方向?yàn)椋ǎ〢.豎直向下B.水平向右C.沿彈簧方向D.豎直向上質(zhì)量為m的物塊靜止在光滑水平面上，連接在輕質(zhì)彈簧一端，彈簧另一端固定。用水平力將物塊向右拉至某位置靜止，突然撤去拉力的瞬間，物塊加速度大小為（）A.0B.F/mC.2F/mD.無(wú)法確定2.3運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析汽車在平直公路上以額定功率行駛，隨著速度增大，汽車加速度（）A.一直增大B.先增大后減小C.一直減小D.先減小后增大質(zhì)量為50kg的乘客乘坐電梯，當(dāng)電梯以2m/s2加速度減速上升時(shí)，乘客對(duì)電梯地板的壓力大小為（g=10m/s2）（）A.400NB.500NC.600ND.700N三、填空題3.1基本公式應(yīng)用質(zhì)量為4kg的物體在水平拉力作用下，沿動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知加速度大小為1m/s2，則水平拉力大小為_(kāi)_____N（g=10m/s2）。物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若突然撤去F?=10N的力，其余兩力保持不變，則物體此時(shí)加速度大小為_(kāi)_____m/s2（物體質(zhì)量m=2kg）。3.2正交分解應(yīng)用傾角為37°的光滑斜面上，質(zhì)量為5kg的物塊在沿斜面向上的拉力F作用下以2m/s2加速度上滑（sin37°=0.6，cos37°=0.8），則拉力F大小為_(kāi)_____N；若突然撤去拉力，物塊的瞬時(shí)加速度大小為_(kāi)_____m/s2。質(zhì)量為2kg的物體在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，受到F?=3N（沿x軸正方向）和F?=4N（沿y軸正方向）的兩個(gè)力作用，則物體加速度大小為_(kāi)_____m/s2，方向與x軸夾角的正切值為_(kāi)_____。四、計(jì)算題4.1單一物體受力分析如圖所示，質(zhì)量m=3kg的物塊放在水平桌面上，通過(guò)輕繩跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量M=2kg的鉤碼相連，物塊與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。求：（1）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的加速度大??；（2）繩子的張力大??；（3）若鉤碼距地面高度為0.8m，從靜止釋放后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間落地？（g=10m/s2，不計(jì)滑輪摩擦）4.2連接體問(wèn)題質(zhì)量分別為m?=2kg、m?=3kg的A、B兩物塊用輕彈簧連接，放在光滑水平面上，現(xiàn)用F=10N的水平拉力向右拉B物塊，使系統(tǒng)做勻加速運(yùn)動(dòng)。求：（1）系統(tǒng)的加速度大??；（2）彈簧的彈力大??；（3）若突然撤去拉力F，撤去瞬間A、B的加速度大小各為多少？4.3斜面問(wèn)題傾角為θ的斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量為m的物塊在沿斜面向上的推力F作用下靜止在斜面上。已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（1）畫出物塊的受力示意圖；（2）若θ=30°，μ=√3/3，m=2kg，求F的最小值和最大值；（3）若逐漸增大推力F，分析物塊加速度的變化情況。（g=10m/s2）五、實(shí)驗(yàn)題5.1驗(yàn)證牛頓第二定律某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①平衡摩擦力：將長(zhǎng)木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛砂桶的情況下，輕推小車，使小車能沿木板勻速下滑；②掛上砂桶，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車，打出一條紙帶；③改變砂桶質(zhì)量，重復(fù)步驟②，得到多組數(shù)據(jù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）本實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為砂桶的重力近似等于小車所受拉力的條件是______；（2）某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，則小車加速度大小為_(kāi)_____m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（3）若實(shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力或平衡不足，作出的a-F圖像將______（選填"過(guò)原點(diǎn)"、"不過(guò)原點(diǎn)且與F軸相交"或"不過(guò)原點(diǎn)且與a軸相交"）。六、綜合應(yīng)用題6.1圖像問(wèn)題質(zhì)量為2kg的物體在水平力F作用下沿粗糙水平面運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。已知物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，求：（1）0-2s內(nèi)的水平拉力F?；（2）2-4s內(nèi)的水平拉力F?；（3）4-6s內(nèi)物體的位移大小。（g=10m/s2）6.2臨界問(wèn)題質(zhì)量M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板上表面右端放有一質(zhì)量m=1kg的小物塊，物塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4?，F(xiàn)用水平向右的拉力F作用在木板上，g=10m/s2。（1）若F=5N，求木板和物塊的加速度大??；（2）要使物塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，F(xiàn)至少多大？（3）若F=12N，作用2s后撤去拉力，求最終物塊距木板右端的距離。七、解題指導(dǎo)與方法總結(jié)7.1受力分析步驟確定研究對(duì)象（隔離法或整體法）按重力→彈力→摩擦力→其他力的順序畫受力圖建立坐標(biāo)系（通常以加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向）列正交分解方程（Fx=ma?，F(xiàn)y=ma?）解方程并驗(yàn)證結(jié)果合理性7.2常見(jiàn)錯(cuò)誤警示混淆"運(yùn)動(dòng)方向"與"加速度方向"：加速度方向由合外力決定，與速度方向無(wú)關(guān)忽略摩擦力：在粗糙接觸面問(wèn)題中需判斷摩擦力的有無(wú)及方向連接體問(wèn)題中內(nèi)力分析錯(cuò)誤：注意區(qū)分系統(tǒng)內(nèi)力和外力瞬時(shí)性問(wèn)題處理不當(dāng)：彈簧彈力不能突變，剛性繩彈力可突變單位換算錯(cuò)誤：確保F（N）、m（kg）、a（m/s2）單位統(tǒng)一7.3典型題型解法瞬時(shí)加速度問(wèn)題：分析突變前后的受力變化剛性約束（繩、桿）：彈力突變?yōu)?彈性約束（彈簧）：彈力保持原值根據(jù)新受力情況計(jì)算加速度傳送帶問(wèn)題：判斷物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向確定滑動(dòng)摩擦力的方向和大小分析物體加速度變化的臨界狀態(tài)分階段計(jì)算運(yùn)動(dòng)學(xué)量板塊模型：求出不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最大靜摩擦