2021年高考物理一輪復習必熱考點整合回扣練專題（11）牛頓第二定律及應用（原卷版）考點一eq\a\vs4\al(對牛頓第二定律的理解)牛頓第二定律的“六”個性質題型1牛頓第二定律的矢量性【典例1】(多選)如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球A用細線懸掛于支架前端，質量為m的物塊B始終相對小車靜止地擺放在右端．B與小車平板間的動摩擦因數為μ.若某時刻觀察到細線偏離豎直方向θ角，則此刻()A．小車對物塊B的摩擦力大小為μmgB．小車對物塊B的摩擦力水平向右C．小車對物塊B的摩擦力大小為mgtanθD．小車對物塊B的合力大小為mgeq\r(1＋tan2θ)【變式1】如圖所示，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，小車向右做勻加速運動，小球所受直桿的作用力的方向沿圖中的OO′方向，若增大小車的加速度，小球所受直桿的作用力的方向可能沿()A．OA方向 B．OB方向C．OC方向 D．OD方向【提分筆記】由于加速度的方向與合力的方向總相同，若已知合力方向，即可確定加速度方向；反之，若已知加速度方向，即可確定合力的方向．題型2牛頓第二定律的瞬時性【典例2】如圖所示，A、B兩球質量相等，光滑斜面的傾角為θ，圖甲中A、B兩球用輕彈簧相連，圖乙中A、B兩球用輕質桿相連，系統靜止時，擋板C與斜面垂直，輕彈簧、輕桿均與斜面平行，則在突然撤去擋板的瞬間有()A．兩圖中兩球加速度均為gsinθB．兩圖中A球的加速度均為零C．圖乙中輕桿的作用力一定不為零D．圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍【變式2】(多選)水平面上有一個質量為m＝2kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖所示，此時小球處于靜止狀態，且水平面對小球的彈力恰好為零．已知小球與水平面間的動摩擦因數μ＝0.2，當剪斷輕繩的瞬間，取g＝10m/s2，以下說法正確的是()A．此時輕彈簧的彈力大小為20NB．小球的加速度大小為8m/s2，方向向左C．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10m/s2，方向向右D．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0【提分筆記】加速度與合外力具有瞬時對應關系，二者總是同時產生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：題型3牛頓第二定律的獨立性【典例3】如圖所示，當小車向右加速運動時，物塊M相對車廂靜止于豎直車廂壁上，當車的加速度增大時()A．M受靜摩擦力增大 B．M對車廂壁的壓力減小C．M仍相對于車廂靜止 D．M受靜摩擦力減小【提分筆記】(1)作用于物體上的每一個力各自產生的加速度都遵循牛頓第二定律．(2)物體的實際加速度等于每個力產生的加速度的矢量和．(3)力和加速度在各個方向上的分量也遵守牛頓第二定律，即ax＝eq\f(Fx,m)，ay＝eq\f(Fy,m).題型4力和運動的定性關系【典例4】如圖所示，勁度系數為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上．一質量為m的小球，從離彈簧上端高h處自由下落，接觸彈簧后繼續向下運動．觀察小球從開始下落到小球第一次運動到最低點的過程，下列關于小球的速度v或加速度a隨時間t變化的圖象中符合實際情況的是()【提分筆記】(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體都有加速度．(2)a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定義式，a與Δv、Δt無必然聯系；a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，a∝F，a∝eq\f(1,m).(3)合力與速度同向時，物體加速運動；合力與速度反向時，物體減速運動．考點二eq\a\vs4\al(超重與失重現象)1．對超重和失重的理解(1)不論超重、失重或完全失重，物體的重力都不變，只是“視重”改變．(2)在完全失重的狀態下，一切由重力產生的物理現象都會完全消失．(3)盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態．(4)盡管整體沒有豎直方向的加速度，但只要物體的一部分具有豎直方向的分加速度，整體也會出現超重或失重現象．2．判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態；小于重力時，物體處于失重狀態；等于零時，物體處于完全失重狀態從加速度的角度判斷當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態；具有向下的加速度時，物體處于失重狀態；向下的加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時，超重②物體向下加速或向上減速時，失重【典例5】(多選)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力()A．t＝2s時最大 B．t＝2s時最小C．t＝8.5s時最大 D．t＝8.5s時最小【變式3】在升降電梯內的地板上放一體重計，電梯靜止時，曉敏同學站在體重計上，體重計示數為50kg，電梯運動過程中，某一段時間內曉敏同學發現體重計示數如圖所示，在這段時間內，下列說法中正確的是()A．曉敏同學所受的重力變小B．曉敏對體重計的壓力小于體重計對曉敏的支持力C．電梯一定在豎直向下運動D．電梯的加速度大小為eq\f(g,5)，方向一定豎直向下【變式4】一質量為m的人站在電梯中，電梯勻加速上升，加速度大小為eq\f(1,3)g(g為重力加速度)．人對電梯底部的壓力大小為()A.eq\f(1,3)mg B．2mgC.eq\f(4,3)mg D．mg考點三eq\a\vs4\al(連接體問題)1．連接體問題的處理方法(1)整體法：把加速度相同的物體看作一個整體來研究的方法，整體法不考慮系統內力的影響，只考慮系統所受的外力．(2)隔離法：把系統中某一物體(或某幾個物體)隔離出來單獨研究的方法，隔離法可以求系統內物體間的相互作用．(3)整體法和隔離法并不是對立的，而是相互結合，交叉運用的．2．加速度相同的連接體問題(1)求內力時，通常先利用整體法求加速度，再利用隔離法求物體間的作用力．(2)求外力時，通常先利用隔離法求加速度，再利用整體法求整體受到的外加作用力．3．加速度不同的連接體問題若系統內各個物體的加速度不同，一般采用隔離法．以各個物體分別作為研究對象，對它們分別進行受力分析和運動分析，并注意之間的相互作用力關系，分別列方程聯立求解．【典例6】(多選)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂．當機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當機車在西邊拉著車廂以大小為eq\f(2,3)a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F.不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節車廂質量相同，則這列車廂的節數可能為()A．8 B．10C．15 D．18【變式5】(多選)如圖所示，a、b、c為三個質量均為m的物塊，物塊a、b通過水平輕繩相連后放在水平面上，物塊c放在b上．現用水平拉力作用于a，使三個物塊一起水平向右勻速運動．各接觸面間的動摩擦因數均為μ，重力加速度大小為g.下列說法正確的是()A．該水平拉力大于輕繩的彈力B．物塊c受到的摩擦力大小為μmgC．當該水平拉力增大為原來的1.5倍時，物塊c受到的摩擦力大小為0.5μmgD．剪斷輕繩后，在物塊b向右運動的過程中，物塊c受到的摩擦力大小為μmg【變式6】(多選)如圖所示，在粗糙的水平面上，質量分別為m和M的物塊A、B用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦因數均為μ，當用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右以加速度a1勻加速運動時，彈簧的伸長量為x1；當用同樣大小的恒力F沿著傾角為θ的光滑斜面方向作用于B上且兩物塊共同以加速度a2勻加速沿斜面向上運動時，彈簧的伸長量為x2，則下列說法中正確的是()A．若m>M，有x1＝x2 B．若m<M，有x1＝x2C．若μ>sinθ，有x1>x2 D．若μ<sinθ，有x1<x2【變式7】(多選)如圖所示，傾角為θ的斜面放在粗糙的水平地面上，現有一帶固定支架的滑塊m正沿斜面加速下滑．支架上用細線懸掛的小球達到穩定(與滑塊相對靜止)后，懸線的方向與豎直方向的夾角也為θ，斜面體始終保持靜止，則下列說法正確的是()A．斜面光滑B．斜面粗糙C．達到穩定狀態后，地面對斜面體的摩擦力水平向左D．達到穩定狀態后，地面對斜面體的摩擦力水平向右【提分筆記】整體法與隔離法的選用當連接體中各部分的加速度大小和方向都相同時，優先選用“整體法”，如果還要求系統內物體相互作用的內力時，再利用“隔離法”；如果連接體中各部分的加速度不同，一般選用“隔離法”．考點四eq\a\vs4\al(應用牛頓第二定律解決動力學圖象問題)1．常見的動力學圖象v-t圖象、a-t圖象、F-t圖象、F-a圖象等．2．圖象問題的類型(1)已知物體受的力隨時間變化的圖線，要求分析物體的運動情況．(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖線，要求分析物體的受力情況．(3)由已知條件確定某物理量的變化圖象．題型1根據圖象分析物理過程【典例7】(多選)物體A、B原來靜止于光滑水平面上．從t＝0時刻開始，A沿水平面做直線運動，速度隨時間變化如圖甲所示．B受到如圖乙所示的水平拉力作用．則在0～4s的時間內()A．物體A所受合力保持不變B．物體A的速度不斷減小C．2s末物體B改變運動方向D．2s末物體B速度達到最大【變式8】如圖甲所示，在光滑水平面上，靜止放置一質量為M的足夠長木板，質量為m的小滑塊(可視為質點)放在長木板上．長木板受到水平拉力F與加速度a的關系如圖乙所示，重力加速度大小g取10m/s2，下列說法正確的是()A．長木板的質量M＝2kgB．小滑塊與長木板之間的動摩擦因數為0.4C．當F＝14N時，長木板的加速度大小為3m/s2D．當F增大時，小滑塊的加速度一定增大【提分筆記】(1)分清圖象的類別：即分清橫、縱坐標所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反映的物理過程，會分析臨界點．(2)注意圖線中的一些特殊點所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標的交點，圖線的轉折點，兩圖線的交點等．(3)明確能從圖象中獲得哪些信息：把圖象與具體的題意、情景結合起來，應用物理規律列出與圖象對應的函數方程式，進而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關系，以便對有關物理問題作出準確判斷．題型2根據物理過程選擇圖象【典例8】(2018年全國卷Ⅰ)如圖所示，輕彈簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物塊P，系統處于靜止狀態．現用一豎直向上的力F作用在P上，使其向上做勻加速直線運動．以x表示P離開靜止位置的位移，在彈簧恢復原長前，下列表示