2023屆高三物理復習重難點突破專題16牛頓第二定律中的正交分解（解析版）一、選擇題（每題5分，共20分）1.下列關于牛頓第二定律的說法中，正確的是（）A.牛頓第二定律是描述物體運動狀態的規律B.牛頓第二定律只適用于宏觀物體C.牛頓第二定律表明物體的加速度與作用力成正比，與物體的質量成反比D.牛頓第二定律適用于任何速度的物體A.物體只受一個力作用B.物體受兩個相互垂直的力作用C.物體受三個相互垂直的力作用D.物體受多個力作用，但這些力不在同一平面內3.下列關于正交分解的說法中，錯誤的是（）A.正交分解是將物體受到的多個力分解為兩個相互垂直的分力B.正交分解后，物體受到的合力等于兩個分力的矢量和C.正交分解可以簡化物體的受力分析D.正交分解只適用于物體受到的力在同一平面內的情況A.物體受到的合力為零B.物體受到的合力不變C.物體的加速度不變D.物體的速度不變二、填空題（每題5分，共20分）1.牛頓第二定律的表達式為__________，其中F表示__________，m表示__________，a表示__________。2.在正交分解中，通常將物體受到的力分解為__________和__________兩個方向的分力。3.若物體受到的合力為F，物體的質量為m，則物體的加速度a等于__________。4.在解決物體受力問題時，若物體受到的力不在同一平面內，可以通過__________的方法將力分解到同一平面內進行分析。三、計算題（每題15分，共30分）1.一輛質量為1000kg的汽車在水平路面上行駛，受到的阻力為200N。汽車以20m/s^2的加速度勻加速直線運動，求汽車受到的牽引力。2.一質量為2kg的物體在水平桌面上受到一力F的作用，F與水平方向的夾角為30°。若物體在力F的作用下沿桌面勻速直線運動，求力F的大小。四、實驗題（每題20分，共20分）1.實驗室中有一輛小車，質量為0.5kg。現通過一彈簧測力計水平拉動小車，使小車在水平桌面上做勻速直線運動。請設計一個實驗方案，測量小車受到的摩擦力大小，并簡要說明實驗步驟。五、分析題（每題20分，共20分）1.一質量為m的物體在傾角為θ的斜面上靜止。分析物體在斜面上受到的力，并求出物體與斜面間的摩擦力大小。一、選擇題1.C2.B3.D4.B二、填空題1.F=ma；合力；質量；加速度2.水平方向；豎直方向3.a=F/m4.正交分解三、計算題1.牽引力F=ma+阻力=1000kg20m/s^2+200N=22000N2.水平方向的分力F_x=Fcos(30°)，豎直方向的分力F_y=Fsin(30°)。由于物體勻速直線運動，水平方向的合力為零，即F_x=摩擦力。所以，F=摩擦力/cos(30°)=2kg9.8m/s^2/cos(30°)≈215.46N四、實驗題1.實驗方案：通過彈簧測力計測量小車受到的拉力，然后利用二力平衡原理求出小車受到的摩擦力。實驗步驟：（1）將小車放在水平桌面上，確保桌面光滑。（2）用彈簧測力計水平拉動小車，使小車做勻速直線運動。（3）記錄彈簧測力計的示數，即為小車受到的拉力。（4）根據二力平衡原理，小車受到的拉力等于摩擦力。五、分析題1.物體在斜面上受到的力有：重力mg、支持力N和摩擦力f。根據牛頓第二定律，物體在斜面方向上的合力為零，即mgsin(θ)f=0。所以，摩擦力f=mgsin(θ)。1.牛頓第二定律：物體的加速度與作用力成正比，與物體的質量成反比。2.正交分解：將物體受到的多個力分解為兩個相互垂直的分力，簡化物體的受力分析。3.二力平衡原理：物體受到的兩個力大小相等、方向相反，且作用在同一直線上，物體處于靜止或勻速直線運動狀態。4.摩擦力：物體在接觸面上受到的阻礙相對運動的力。各題型所考察學生的知識點詳解及示例：1.選擇題：考察學生對牛頓第二定律的理解和應用，以及正交分解的概念。2.填空題：考察學生對牛頓第二定律表達式、正交分解方向、加速度計算公式的掌握。3.計算題：考察學生運用牛頓第二定律解決實際問