【第四章 运动和力的关系】人教版（2019）新高一物理衔接讲义第18讲 第三节 牛顿第二定律
文档属性
| 名称 | 【第四章 运动和力的关系】人教版（2019）新高一物理衔接讲义第18讲 第三节 牛顿第二定律 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-24 09:52:32 | ||
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文档简介
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第三节：牛顿第二定律
一 本节清单（时间：5分钟；难度：易）
牛顿第二定律
1.内容：物体加速度的大小跟作用力成 ，跟物体的质量成 ．加速度的方向与 相同．
2．表达式：
3．适用范围
(1)只适用于 参考系(相对地面静止或 运动的参考系)．
(2)只适用于 物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况．
4．牛顿第二定律的“五”性
答案：正比；反比；作用力方向；F＝ma.；惯性；匀速直线；宏观
二 能力提升集训（时间：30分钟；难度：易）
题组一：对牛顿第二定律的理解
1 . 对牛顿第二定律的理解错误的是( )
A．在F＝kma中，k的数值由F、m、a的单位决定 B．当合力为零时，加速度为零
C．加速度的方向总跟合力的方向一致
D．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
2 . 小车做匀速直线运动，一个小球用轻绳挂在小车天花板上。某时刻之后突然发现轻绳与竖直方向成一角度α，球与车厢保持相对静止，如图所示。那么这时一定正确的是（ ）
A．小车速度的方向水平向右 B．小车加速度的大小是gtanα
C．小车加速度的大小是gsinα D．小车可能做匀速直线运动
3 . 一架质量为5t的飞机，在跑道上以的加速度加速滑行，则这架飞机受到的合外力大小为
A． B． C． D．
4 . 如图所示，不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1。当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是
A．a1=a2 B．a1>a2 C．a1＜a2 D．无法确定
5 . 光滑水平面上，质量为2kg的物体，在大小为30N的水平拉力作用下运动，则物体的加速度大小是
A．5m/s2 B．10m/s2 C．15m/s2 D．25m/s2
6 . 下列说法正确的是（ ）
A．物体的速度为零，则其受到的合外力为零
B．物体受到的合外力越大，则其速度变化越快
C．物体受到的合外力方向不变化，但其速度方向可能变化
D．物体受到的合外力方向变化，则其速度方向变化
7 . 下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是（ ）
A．由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m=可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a=可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比
D．由m=可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得
题组二：牛顿第二定律的简单应用
1 . 质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a＝，则f的大小是( )
A．f＝mg B．f＝mg C．f＝mg D．f＝mg
2 . 放在水平面上的一物体质量为45 kg，现用90 N的水平推力推该物体，此时物体的加速度为1.6 m/s2.当物体运动后，撤掉水平推力，此时该物体的加速度大小为( )
A．0.4 m/s2 B．1.6 m/s2 C．2 m/s2 D．2.4 m/s2
3 如图所示，位于水平地面上的质量为m的物体，在大小为F，与水平方向成α角的拉力作用下沿水平地面做匀加速运动，则下列说法正确的是( )
A．如果地面光滑，物体的加速度为 B．如果地面光滑，物体的加速度为
C．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为
D．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为
4. 如图所示，放在粗糙水平面的物体受一水平向右大小为100N的F拉力作用，物体向右运动，已知物体的重力是100N，接触面的摩擦因数是0.5。
g取10 m/s2,,求:
(1) 物体的摩擦力
(2)物体的加速度.
题组三：瞬时加速度
1 . 静止在光滑水平面上的物体，在开始受到水平拉力的瞬间，下列说法正确的是( )
A．物体立刻产生加速度，但此时速度为零
B．物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为零
C．速度与加速度都为零 D．速度与加速度都不为零
2 . 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量mA=2mB，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间
A．A球加速度为3g/2，B球加速度为g B．A球加速度为3g/2，B球加速度为0
C．A球加速度为3g/2，B球加速度为0 D．A球加速度为g，B球加速度为g
综合运用（时间：20分钟；难度：中）
1 . 如图所示，甲、乙两个物块用平行于斜面的细线连接.用沿斜面向上的拉力F拉甲物块,使甲、乙两物块一起沿光滑斜面做匀加速运动。某时刻撤去拉力F,则撤去拉力的一瞬间,下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都受三个力作用 B．甲、乙的速度相同
C．甲的加速度大于乙的加速度
D．甲受到的合力一定沿斜面向下,乙受到的合力可以沿斜面向上
2 . 一个质量为2 kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，大小分别为2 N、5 N、9 N、10 N、15 N，现撤消大小为10N的力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小是( )
A．2 m/s2 B．13 m/s2 C．12 m/s2 D．5 m/s2
3 . 一猫头鹰（用O点表示）发现猎物后沿虚线PQ斜向下加速俯冲过程中，空气对猫头鹰的作用力方向可能是（ ）
A．沿PQ向下 B．沿OC水平向左
C．垂直PQ，沿OB向上 D．沿OA竖直向上
4 . 熟透的苹果从树上坠落，树叶则飘然落下。对此，下列分析正确的是
A．苹果下落快是因为苹果比树叶重
B．苹果下落快是因为苹果受到的合外力大于树叶受到的合外力
C．苹果和树叶受到重力产生的加速度相等
D．苹果和树叶受到空气阻力产生的加速度不相等
5 . 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动，球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球质量m，重力加速度为g。不计球和球拍之间摩擦，不计空气阻力，则（）
A．运动员的加速度大小为gtanθ B．球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C．运动员的加速度大小为gsinθ D．球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
参考答案 能力提升集训
题组一：对牛顿第二定律的理解
1.D 在F=kma中，k的数值由F、m、a的单位决定，当F、m、a的单位都取国际单位时，k的数值取1，即F=ma，故A正确；物体所受合力为零时，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度一定为零，故B正确；根据牛顿第二定律知，加速度方向与合力的方向相同，故C正确；根据牛顿第二定律知，当物体加速度不为零即有加速度时，则合力不为零，当物体没有加速度即加速度为零时也可以受到外力作用，只是此时合力为零，故D错误。
2.B 以小球为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得：，解得：，方向水平向右，而速度可能向 右，也可能向左，所以汽车可能向右匀加速运动，也可能向左匀减速运动，故B正确，A、C、 D错误；
3.D 根据牛顿第二定律得：，故D正确，ABC错 误。
4.C 当在绳的B端挂一质量为m的物体时，将它们看成系统，由牛顿第二定律：mg＝(m＋M)a1，故 .而当在绳的B端施以F＝mg的竖直向下的拉力作用时，mg＝Ma2，，所以a15.C 物体的加速度大小，故选C。
6.BC 竖直上抛过程中，在最高点速度为零，但加速度不为零，合力不为零，A错误；合力越大，其加速度越大，速度变化越快，B正确；平抛运动过程中只受重力，方向不变，但速度方向时刻在变，C正确；当直线运动的合外力反向时，物体速度方向不变，做减速运动，D错误．
7.CD 物体的合外力与物体的质量和加速度无关，A错误；物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定，B错误；根据牛顿第二定律a=可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，C正确；由m=可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得，D正确。
题组二：牛顿第二定律的简单应用
1.B 对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律，有：
解得：，故选项B正确，选项ACD错误。
2.A 根据牛顿第二定律得，F-f=ma1，解得阻力f=F-ma1=90-45×1.6N=18N，撤去推力后，根据牛顿第二定律得，；故选A.
3. BD 对物块受力分析，将F分解为水平方向和竖直方向两个方向；
如果地面光滑，则物体受重力、拉力和支持力的作用，合力为Fcosα，则根据牛顿第二定律可知：，故A错误，B正确。如果物体和地面有摩擦力，则合力F合=Fcosα-μ（mg-Fsinα），则由牛顿第二定律可知加速度，故C错误，D正确。
4【答案】（1）50N (2)5m/s2
【解析】(1) 物体的摩擦力：
(2)根据牛顿第二定律：F-f=ma，带入数据解得物体的加速度：a=5m/s2.
题组三：瞬时加速度
1.A 物体静止在光滑水平面，受到水平拉力的瞬间，合力等于拉力，根据牛顿第二定律：加速度大小与合力大小成正比，加速度与合力是瞬时关系，可知物体立刻产生加速度，而物体由于惯性，此瞬间还保持原来的状态，速度为零。故A正确。故选A。
2..B 设B球质量为m，则A球质量为2m，
悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力F=mg，以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为3mg；
剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，F=mg，根据牛顿第二定律得：
对A：2mg+F=2maA，又F=mg，得aA=
对B：F-mg=maB，F=mg，得aB=0
综合运用（时间：20分钟；难度：中）
1.B 某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，故A错误；
B项：甲、乙两物体在拉力F作用下一起向上做匀加速运动，所以在撤去拉力F瞬间两物体的速度相同，故B正确；某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，加速度都为，其中为斜面倾角，故C错误；某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，两力的合力沿斜面向下，故D错误。
2.D 若撤去其中大小为10N的力，剩余的力的合力与撤去的力等值、反向，所以物体受到的合力为10N，则物体的加速度：，故选D。
3C 猫头鹰沿虚线PQ斜向下加速俯冲，其加速度的方向沿PQ方向，由牛顿第二定律知它的合外力方向沿PQ方向。猫头鹰受重力和空气的作用力，根据平行四边形定则知：只有空气对猫头鹰的作用力方向垂直PQ，沿OB向上，它的合外力才能沿PQ方向，其他方向不可能，故ABD错误，C正确。
4.CD 由得，物体下落的时间：，
在位移相同时,苹果下落快(所用时间短)是因为苹果的加速度大于树叶的加速度，故A错误；
根据牛顿第二定律可知,加速度：a=F合/m，其加速度是由合外力与质量的比值决定的，加速度大的物体，合外力不一定大，故B错误；根据牛顿第二定律可知，重力产生的加速度：
a1=mg/m=g，所以苹果和树叶受到重力产生的加速度相等，故C正确；因为苹果和树叶受到重力产生的加速度相等，而苹果的加速度大于树叶的加速度，根据加速度的合成关系可知，苹果受到空气阻力产生的加速度小于树叶受到空气阻力产生的加速度，故D正确。
5.AD 球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，
则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得，a=＝gtanθ．故A正确，C错误。根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力N=．故B错误，D正确；故选AD
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第三节：牛顿第二定律
一 本节清单（时间：5分钟；难度：易）
牛顿第二定律
1.内容：物体加速度的大小跟作用力成 ，跟物体的质量成 ．加速度的方向与 相同．
2．表达式：
3．适用范围
(1)只适用于 参考系(相对地面静止或 运动的参考系)．
(2)只适用于 物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况．
4．牛顿第二定律的“五”性
答案：正比；反比；作用力方向；F＝ma.；惯性；匀速直线；宏观
二 能力提升集训（时间：30分钟；难度：易）
题组一：对牛顿第二定律的理解
1 . 对牛顿第二定律的理解错误的是( )
A．在F＝kma中，k的数值由F、m、a的单位决定 B．当合力为零时，加速度为零
C．加速度的方向总跟合力的方向一致
D．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
2 . 小车做匀速直线运动，一个小球用轻绳挂在小车天花板上。某时刻之后突然发现轻绳与竖直方向成一角度α，球与车厢保持相对静止，如图所示。那么这时一定正确的是（ ）
A．小车速度的方向水平向右 B．小车加速度的大小是gtanα
C．小车加速度的大小是gsinα D．小车可能做匀速直线运动
3 . 一架质量为5t的飞机，在跑道上以的加速度加速滑行，则这架飞机受到的合外力大小为
A． B． C． D．
4 . 如图所示，不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a1。当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，A的加速度为a2，则a1与a2的大小关系是
A．a1=a2 B．a1>a2 C．a1＜a2 D．无法确定
5 . 光滑水平面上，质量为2kg的物体，在大小为30N的水平拉力作用下运动，则物体的加速度大小是
A．5m/s2 B．10m/s2 C．15m/s2 D．25m/s2
6 . 下列说法正确的是（ ）
A．物体的速度为零，则其受到的合外力为零
B．物体受到的合外力越大，则其速度变化越快
C．物体受到的合外力方向不变化，但其速度方向可能变化
D．物体受到的合外力方向变化，则其速度方向变化
7 . 下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是（ ）
A．由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m=可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a=可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比
D．由m=可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得
题组二：牛顿第二定律的简单应用
1 . 质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a＝，则f的大小是( )
A．f＝mg B．f＝mg C．f＝mg D．f＝mg
2 . 放在水平面上的一物体质量为45 kg，现用90 N的水平推力推该物体，此时物体的加速度为1.6 m/s2.当物体运动后，撤掉水平推力，此时该物体的加速度大小为( )
A．0.4 m/s2 B．1.6 m/s2 C．2 m/s2 D．2.4 m/s2
3 如图所示，位于水平地面上的质量为m的物体，在大小为F，与水平方向成α角的拉力作用下沿水平地面做匀加速运动，则下列说法正确的是( )
A．如果地面光滑，物体的加速度为 B．如果地面光滑，物体的加速度为
C．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为
D．如果物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体的加速度为
4. 如图所示，放在粗糙水平面的物体受一水平向右大小为100N的F拉力作用，物体向右运动，已知物体的重力是100N，接触面的摩擦因数是0.5。
g取10 m/s2,,求:
(1) 物体的摩擦力
(2)物体的加速度.
题组三：瞬时加速度
1 . 静止在光滑水平面上的物体，在开始受到水平拉力的瞬间，下列说法正确的是( )
A．物体立刻产生加速度，但此时速度为零
B．物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为零
C．速度与加速度都为零 D．速度与加速度都不为零
2 . 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量mA=2mB，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间
A．A球加速度为3g/2，B球加速度为g B．A球加速度为3g/2，B球加速度为0
C．A球加速度为3g/2，B球加速度为0 D．A球加速度为g，B球加速度为g
综合运用（时间：20分钟；难度：中）
1 . 如图所示，甲、乙两个物块用平行于斜面的细线连接.用沿斜面向上的拉力F拉甲物块,使甲、乙两物块一起沿光滑斜面做匀加速运动。某时刻撤去拉力F,则撤去拉力的一瞬间,下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙都受三个力作用 B．甲、乙的速度相同
C．甲的加速度大于乙的加速度
D．甲受到的合力一定沿斜面向下,乙受到的合力可以沿斜面向上
2 . 一个质量为2 kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，大小分别为2 N、5 N、9 N、10 N、15 N，现撤消大小为10N的力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小是( )
A．2 m/s2 B．13 m/s2 C．12 m/s2 D．5 m/s2
3 . 一猫头鹰（用O点表示）发现猎物后沿虚线PQ斜向下加速俯冲过程中，空气对猫头鹰的作用力方向可能是（ ）
A．沿PQ向下 B．沿OC水平向左
C．垂直PQ，沿OB向上 D．沿OA竖直向上
4 . 熟透的苹果从树上坠落，树叶则飘然落下。对此，下列分析正确的是
A．苹果下落快是因为苹果比树叶重
B．苹果下落快是因为苹果受到的合外力大于树叶受到的合外力
C．苹果和树叶受到重力产生的加速度相等
D．苹果和树叶受到空气阻力产生的加速度不相等
5 . 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动，球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球质量m，重力加速度为g。不计球和球拍之间摩擦，不计空气阻力，则（）
A．运动员的加速度大小为gtanθ B．球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C．运动员的加速度大小为gsinθ D．球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
参考答案 能力提升集训
题组一：对牛顿第二定律的理解
1.D 在F=kma中，k的数值由F、m、a的单位决定，当F、m、a的单位都取国际单位时，k的数值取1，即F=ma，故A正确；物体所受合力为零时，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度一定为零，故B正确；根据牛顿第二定律知，加速度方向与合力的方向相同，故C正确；根据牛顿第二定律知，当物体加速度不为零即有加速度时，则合力不为零，当物体没有加速度即加速度为零时也可以受到外力作用，只是此时合力为零，故D错误。
2.B 以小球为研究对象，分析受力如图：
根据牛顿第二定律得：，解得：，方向水平向右，而速度可能向 右，也可能向左，所以汽车可能向右匀加速运动，也可能向左匀减速运动，故B正确，A、C、 D错误；
3.D 根据牛顿第二定律得：，故D正确，ABC错 误。
4.C 当在绳的B端挂一质量为m的物体时，将它们看成系统，由牛顿第二定律：mg＝(m＋M)a1，故 .而当在绳的B端施以F＝mg的竖直向下的拉力作用时，mg＝Ma2，，所以a1
6.BC 竖直上抛过程中，在最高点速度为零，但加速度不为零，合力不为零，A错误；合力越大，其加速度越大，速度变化越快，B正确；平抛运动过程中只受重力，方向不变，但速度方向时刻在变，C正确；当直线运动的合外力反向时，物体速度方向不变，做减速运动，D错误．
7.CD 物体的合外力与物体的质量和加速度无关，A错误；物体的质量与合外力以及加速度无关，由本身的性质决定，B错误；根据牛顿第二定律a=可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，C正确；由m=可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合外力而求得，D正确。
题组二：牛顿第二定律的简单应用
1.B 对物体受力分析，受重力和阻力，根据牛顿第二定律，有：
解得：，故选项B正确，选项ACD错误。
2.A 根据牛顿第二定律得，F-f=ma1，解得阻力f=F-ma1=90-45×1.6N=18N，撤去推力后，根据牛顿第二定律得，；故选A.
3. BD 对物块受力分析，将F分解为水平方向和竖直方向两个方向；
如果地面光滑，则物体受重力、拉力和支持力的作用，合力为Fcosα，则根据牛顿第二定律可知：，故A错误，B正确。如果物体和地面有摩擦力，则合力F合=Fcosα-μ（mg-Fsinα），则由牛顿第二定律可知加速度，故C错误，D正确。
4【答案】（1）50N (2)5m/s2
【解析】(1) 物体的摩擦力：
(2)根据牛顿第二定律：F-f=ma，带入数据解得物体的加速度：a=5m/s2.
题组三：瞬时加速度
1.A 物体静止在光滑水平面，受到水平拉力的瞬间，合力等于拉力，根据牛顿第二定律：加速度大小与合力大小成正比，加速度与合力是瞬时关系，可知物体立刻产生加速度，而物体由于惯性，此瞬间还保持原来的状态，速度为零。故A正确。故选A。
2..B 设B球质量为m，则A球质量为2m，
悬线剪断前，以B为研究对象可知：弹簧的弹力F=mg，以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为3mg；
剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，F=mg，根据牛顿第二定律得：
对A：2mg+F=2maA，又F=mg，得aA=
对B：F-mg=maB，F=mg，得aB=0
综合运用（时间：20分钟；难度：中）
1.B 某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，故A错误；
B项：甲、乙两物体在拉力F作用下一起向上做匀加速运动，所以在撤去拉力F瞬间两物体的速度相同，故B正确；某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，加速度都为，其中为斜面倾角，故C错误；某时刻撤去拉力F，甲、乙受重力，支持力两个力作用，两力的合力沿斜面向下，故D错误。
2.D 若撤去其中大小为10N的力，剩余的力的合力与撤去的力等值、反向，所以物体受到的合力为10N，则物体的加速度：，故选D。
3C 猫头鹰沿虚线PQ斜向下加速俯冲，其加速度的方向沿PQ方向，由牛顿第二定律知它的合外力方向沿PQ方向。猫头鹰受重力和空气的作用力，根据平行四边形定则知：只有空气对猫头鹰的作用力方向垂直PQ，沿OB向上，它的合外力才能沿PQ方向，其他方向不可能，故ABD错误，C正确。
4.CD 由得，物体下落的时间：，
在位移相同时,苹果下落快(所用时间短)是因为苹果的加速度大于树叶的加速度，故A错误；
根据牛顿第二定律可知,加速度：a=F合/m，其加速度是由合外力与质量的比值决定的，加速度大的物体，合外力不一定大，故B错误；根据牛顿第二定律可知，重力产生的加速度：
a1=mg/m=g，所以苹果和树叶受到重力产生的加速度相等，故C正确；因为苹果和树叶受到重力产生的加速度相等，而苹果的加速度大于树叶的加速度，根据加速度的合成关系可知，苹果受到空气阻力产生的加速度小于树叶受到空气阻力产生的加速度，故D正确。
5.AD 球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，
则小球所受的合力为mgtanθ，根据牛顿第二定律得，a=＝gtanθ．故A正确，C错误。根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力N=．故B错误，D正确；故选AD
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