第11讲 牛顿第二定律 两类动力学问题

第11讲牛顿第二定律两类动力学问题

知识点一牛顿第二定律单位制

1．牛顿第二定律

(1)内容

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向与作用力方向相同．

(2)表达式：F＝ma.

(3)适用范围

①只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)．

②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况．

2．单位制

(1)单位制

由基本单位和导出单位一起组成了单位制．

(2)基本单位

基本物理量的单位．力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是kg、m和s.

(3)导出单位

由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．

知识点二两类动力学问题

1．动力学的两类基本问题

第一类：已知受力情况求物体的运动情况．

第二类：已知运动情况求物体的受力情况．

2．解决两类基本问题的方法

以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图：

(1)牛顿第二定律表达式F＝ma在任何情况下都适用．(×)

(2)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度．(√)

(3)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用．(×)

(4)F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关．(√)

(5)物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小．(√)

(6)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系．(√)

(7)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解，所以加速度由运动情况决定．(×)

1．大小分别为1 N和7 N的两个力作用在一个质量为1 kg的物体上，物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是(C) A．1 m/s2和7 m/s2B．5 m/s2和8 m/s2

C．6 m/s2和8 m/s2D．0 m/s2和8 m/s2

解析：当两力反向时，合力最小，加速度最小，a min＝7－1

1 m/s

2

＝6 m/s 2

；当两力同向时，合力最大，加速度最大，a max ＝7＋11 m/s 2＝8 m/s 2，选项C 正确．

2．有研究发现，轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度，即加速度变化得越慢，乘客就会感到越舒适，加速度变化得越快，乘坐轿车的人就会感到越不舒适．若引入一个新物理量来表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位是( C )

A ．m/s

B ．m/s 2

C ．m/s 3

D ．m 2/s

解析：新物理量表示的是加速度变化的快慢，所以新物理量应该等于加速度的变化量与时间的比值，所以新物理量的单位应该是m/s 3，选项C 正确．

3．如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB 、BC 两部分组成，且AB ＝BC .小物块P (可视为质点)以某一初速度从A 点滑上桌面，最后恰好停在C 点，已知物块经过AB 与BC 两部分的时间之比为14，则物块P 与桌面上AB 、BC 部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(P 物块在AB 、BC 上所做两段运动可看作匀变速直线运动)( B )

A ．14

B ．81

C ．11

D ．4 1

解析：设B 点的速度为v B ，根据匀变速直线运动平均速度的推论有：v 0＋v B 2t 1＝v B 2t 2，又t 1t 2＝14，解得：v B ＝v 03，在AB 上的加

速度为：a 1＝μ1g ＝v 0－v B t 1，在BC 上的加速度为：a 2＝μ2g ＝v B t 2

，联立解得：μ1μ2＝81，故选B.

4．如图所示，质量分别为m 1、m 2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F 的作用下一起沿水平方向向右做匀加速直线运动(m 1在光滑地面上，m 2在空中)．已知力F 与水平方向的夹角为θ.则m 1的加速度大小为( A )

A.F cos θm 1＋m 2

B.F sin θm 1＋m 2

C.F cos θm 1

D.F sin θm 2

解析：把m 1、m 2看作一个整体，在水平方向上加速度相同，由

牛顿第二定律可得F cos θ＝(m 1＋m 2)a ，所以a ＝F cos θm 1＋m 2

，选项A 正确．

5．如图所示，质量为m 的小球一端用轻质细绳连在竖直墙上，另一端用轻质弹簧连在天花板上．轻绳处于水平位置，弹簧与竖直方向夹角为θ.已知重力加速度为g

，则在剪断轻绳瞬间，小球加速

度的大小为( C )

A ．0

B ．g sin θ

C ．g tan θ

D.g cos θ

解析：

以球为研究对象，如图所示，建立直角坐标系，将F OA 分解，由平衡条件F OB －F OA sin θ＝0，F OA cos θ－mg ＝0，联立解得F OB ＝mg tan θ剪断轻绳瞬间弹簧的弹力没有变化，小球所受的合外力是重力与弹力的合力，与原来细绳的拉力大小相等，方向相反，由牛顿

第二定律得a ＝F m ＝mg tan θm ＝g tan θ，方向水平向右．

知识点一 对牛顿第二定律的理解

1．牛顿第二定律的“四性”

(1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系．

(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速．

(3)a＝

Δv

Δt是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝

F

m是加速度的决定式．

1．(多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是(CD)

A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零

C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零

解析：物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为零．但物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力很大，加速度一定很大，故选项C、D

正确．

2．根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(D)

A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比

D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

解析：根据牛顿第二定律a＝F

m

可知，物体的加速度与速度无关，选项A错误；即使合力很小，也能使物体产生加速度，选项B错误；物体加速度的大小与物体所受的合力成正比，选项C错误；力和加速度为矢量，所受合力的水平分力不变时，物体的水平加速度与质量成反比，选项D正确．

3．(多选)关于牛顿第二定律，下列说法正确的是(BC)

A．物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比

B．加速度的方向一定与合外力的方向一致

C．物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比

D．由于加速度跟合外力成正比，整块砖的重力加速度一定是半块砖重力加速度的2倍

解析：物体的质量是物体所含物质的多少，与外力无关，故A 项错误；整块砖的重力是半块砖重力的二倍，但是前者质量也是后者质量的二倍，所以D项错误；由牛顿第二定律可知，B、C项正确．

知识点二牛顿第二定律的瞬时性

1．两种常见模型

加速度与合力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种常见模型：

2．求解瞬时加速度的一般思路

分析瞬时变化前后物体的受力情况?

列牛顿第二

定律方程

?

求瞬时

加速度

4．如图所示，一根轻质弹簧上端是固定的，下端挂一平盘，盘中有一物体，平盘与物体的总质量为m，当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了l，现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止，然后松手，设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松手时盘与物体的加速度为(A)

A.Δl l g

B.l Δl g C ．物体的加速度为0 D ．加速度的方向向下

解析：当盘静止时，由胡克定律得mg ＝kl ①，设使弹簧再伸长Δl 时手的拉力大小为F

再由胡克定律得(mg ＋F )＝k (l ＋Δl )②，

由①②联立得F ＝Δl l mg

刚松手瞬时弹簧的弹力没有变化，则以盘和物体整体为研究对象，所受合力大小等于F ，方向竖直向上．

设刚松手时，加速度大小为a ，

根据牛顿第二定律得a ＝F m ＝Δl l g ，故本题选A.

5．(多选)如图，A 、B 球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是( BC )

A ．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为g sin θ

B ．B 球的受力情况未变，瞬时加速度为零

C ．A 球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2g sin θ

D ．弹簧有收缩的趋势，B 球的瞬时加速度向上，A 球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零

解析：系统静止，根据平衡条件可知：对B 球F 弹＝mg sin θ，对A 球F 绳＝F 弹＋mg sin θ，细线被烧断的瞬间，细线的拉力立即减为零，但弹簧的弹力不发生改变，则B 球受力情况未变，瞬时加速度

为零；对A 球根据牛顿第二定律得a ＝F 合m ＝F 弹＋mg sin θm

＝2g sin θ，故A 错误、C 正确；B 球的受力情况未变，瞬时加速度为零，故B 正确、D 错误．

6．“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性良好的橡皮绳．质量为m 的儿童如图所示静止悬挂，左右两橡皮绳的拉力大小均恰为mg ，若此时该儿童左侧橡皮绳在腰间断裂，则儿童此时( B )

A ．加速度、速度都为零

B ．加速度a ＝g ，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下

C．加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上

D．加速度a＝g，方向竖直向下

解析：儿童静止时受到重力和两根橡皮绳的拉力，处于平衡状态，如图，由于T1＝T2＝mg，故两个拉力的合力一定在角平分线上，且在竖直线上，故两个拉力的夹角为120°，当小孩左侧橡皮绳拉力变为零时，右侧橡皮绳拉力不变，重力也不变；由于三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线，故右侧橡皮绳拉力与重力的合力与左侧橡皮绳断开前的弹力方向相反，大小等于mg，故加速度为g，沿原断裂绳的方向斜向下，选项B正确．知识点三动力学的两类基本问题

1．解决动力学两类基本问题的思路

2．动力学两类基本问题的解题步骤

典例(2019·南宁模拟)如图所示，航空母舰上的起飞跑道由长度为l1＝1.6×102m的水平跑道和长度为l2＝20 m的倾斜跑道两部分组成．水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝4.0 m．一架质量为m ＝2.0×104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍．假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，取g＝10 m/s2.

(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小；

(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s，外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力，求助推力F推的大小．

【审题关键点】(1)分析飞机在水平跑道和倾斜跑道上的受力，由牛顿第二定律确定其加速度．

(2)利用运动学公式可求出飞机在水平跑道上的运动时间及飞机到达倾斜跑道末端的速度大小．

(3)助推力只存在于水平跑道上，飞机在倾斜跑道上的加速度不变．

【解析】(1)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a1，末速度大小为v1，运动时间为t1，有F合＝F－F f＝ma1

v21－v20＝2a1l1v1＝a1t1

其中v0＝0，F f＝0.1mg，代入已知数据可得

a1＝5.0 m/s2，v1＝40 m/s，t1＝8.0 s

飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿倾斜跑道分力作用，设沿倾斜跑道方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2，沿倾斜跑道方向有

F合′＝F－F f－mg sinα＝ma2

mg sinα＝mg h

l2

v22－v21＝2a2l2

其中v1＝40 m/s，代入已知数据可得a2＝3.0 m/s2，

v2＝ 1 720 m/s≈41.5 m/s

故飞机在水平跑道上运动的时间为8.0 s，到达倾斜跑道末端时的速度大小为41.5 m/s.

(2)飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力、助推力与阻力作用，设加速度大小为a1′、末速度大小为v1′，有

F合″＝F推＋F－F f＝ma1′，v1′2－v20＝2a1′l1

飞机在倾斜跑道上运动时，沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿倾斜跑道分力作用没有变化，加速度大小仍有

a2′＝3.0 m/s2，v2′2－v1′2＝2a2′l2

根据题意，v2′＝100 m/s，代入数据解得F推≈5.2×105 N

故助推力F推的大小为5.2×105 N.

【答案】(1)8.0 s41.5 m/s(2)5.2×105 N

【突破攻略】解决动力学两类问题的两个关键点

7．某次滑雪训练中，运动员(可视为质点)站在水平雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F＝84 N而从静止向前滑行，其作用时间为t1＝1.0 s，撤去水平推力F后经过时间t2＝2.0 s，他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力，作用距离与第一次相同．已知该运动员连同装备的总质量为m＝60 kg，在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为F f＝12 N，求：

(1)第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小及这段时间内的位移；

(2)该运动员第二次撤去水平推力后滑行的最大距离．

解析：(1)运动员第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的加速度为

a 1＝F －F f m ＝1.2 m/s 2

第一次利用滑雪杖对雪面作用获得的速度大小

v 1＝a 1t 1＝1.2 m/s

位移x 1＝12a 1t 21＝0.6 m

(2)运动员停止使用滑雪杖后做匀减速直线运动，加速度大小为a 2＝F f m ＝0.2 m/s 2

第一次撤去水平推力后经过时间t 2＝2.0 s 速度变为

v 1′＝v 1－a 2t 2＝0.8 m/s

第二次利用滑雪杖获得的速度大小为v 2，则

v 22－v 1

′2＝2a 1x 1 第二次撤去水平推力后滑行的最大距离x 2＝v 222a 2

＝5.2 m. 答案：(1)1.2 m/s 0.6 m (2)5.2 m

8．在粗糙水平面上，一电动玩具小车以v 0＝4 m/s 的速度做匀速直线运动，其正前方平铺一边长为L ＝0.6 m 的正方形薄板，小车在到达薄板前某处立即关闭电源，靠惯性运动x ＝3 m 的距离后沿薄板一边的中垂线平滑地冲上薄板．小车与水平面以及小车与薄板之间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，薄板与水平面之间的动摩擦因数μ2＝0.1，小车质量M 为薄板质量m 的3倍，小车可看成质点，重力加速度g 取10 m/s 2，求：

(1)小车冲上薄板时的速度大小；

(2)小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小．

解析：(1)设小车关闭电源后加速度大小为a 1，由牛顿第二定律得：μ1Mg ＝Ma 1①

设小车刚冲上薄板时速度为v 1，由运动学公式，有：

v 21－v 20＝－2a 1x ②

①②联立，得：v 1＝2 m/s ③

(2)小车冲上薄板后，薄板上下两表面受到的摩擦力方向相反，设薄板的加速度大小为a 2，由牛顿第二定律得：

μ1Mg －μ2(M ＋m )g ＝ma 2④

小车冲上薄板后，薄板以a 2加速，车仍以a 1减速，设经时间t 两者共速，则：v 1－a 1t ＝a 2t ⑤

联立④⑤并代入数据，得：t ＝0.5 s

则此时小车和薄板的速度大小v 2＝1 m/s

该段时间，小车的位移：x 1＝v 1＋v 22t ＝0.75 m ；

薄板的位移：x 2＝12a 2t 2＝0.25 m ⑥

由于x 1－x 2

接着小车与薄板共同减速，设加速度大小为a 3，有：

μ2(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 3⑦

设车与薄板共同减速的位移大小为x 3，有：v 22＝2a 3x 3⑧

⑦⑧式联立，得x 3＝0.5 m

所以小车从刚冲上薄板到停止时位移的大小：

x ＝x 1＋x 3＝1.25 m.

答案：(1)2 m/s (2)1.25 m

9．航空母舰静止在海面，某型号的舰载机质量m ＝3×104 kg ，在航空母舰上无风起飞时，加速度是5 m/s 2，跑道长160 m ，为了使

飞机正常起飞，航母上装有舰载机起飞弹射系统，无风时弹射系统必须给飞机30 m/s的初速度才能使飞机从舰上起飞，设加速过程为匀加速直线运动．

(1)无风时起飞速度是多少？

(2)某次执行任务，有10 m/s的平行跑道的海风，飞机逆风行驶起飞，测得平均空气阻力增加ΔF f＝2.4×104N，弹射系统必须给飞机多大的初速度才能使飞机正常起飞？(起飞速度为飞机相对空气的速度)

解析：(1)设起飞速度为v，无风起飞时初速度v1＝30 m/s，加速度a1＝5 m/s2，跑道长x＝160 m

由运动学规律可得v2－v21＝2a1x解得v＝50 m/s.

(2)当飞机逆风行驶起飞时，相对航母的速度

v′＝50 m/s－10 m/s＝40 m/s

由牛顿第二定律可得加速度a2＝a1－ΔF f

＝4.2 m/s2

m

v′2－v22＝2a2x

解得弹射系统需要给飞机的初速度v2＝16 m/s.

答案：(1)50 m/s(2)16 m/s

知识点四动力学的图象问题

1．常见的动力学图象

v-t图象、a-t图象、F-t图象、F-a图象等．

2．动力学图象问题的类型

3．解题策略

(1)问题实质是力与运动的关系，解题的关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义．

(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断．

4．解决图象综合问题的三点提醒

(1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．

(2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等．

(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点．

10．[由受力图象分析物体的运动情况]

一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t 变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示．取g＝10 m/s2，求：

(1)1 s 末物块所受摩擦力的大小F f1；

(2)物块在前6 s 内的位移大小x ；

(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ.

解析：(1)由题图乙可知前 2 s 内物块处于静止状态，此时物块所受的摩擦力大小等于水平拉力的大小，从题图甲中可以读出，当t ＝1 s 时，F f1＝F 1＝4 N.

(2)在v -t 图象中曲线与t 轴围成面积表示位移，则由题图乙知物

块在前6 s 内的位移大小x ＝(2＋4)×42

m ＝12 m. (3)由题图乙知，在2～4 s 内，物块做匀加速运动，加速度大小a ＝Δv Δt ＝42 m/s 2＝2 m/s 2

由牛顿第二定律得F 2－F f2＝ma

在4～6 s 内物块做匀速运动，有F 3＝F f2＝μmg

解得μ＝0.4.

答案：(1)4 N (2)12 m (3)0.4

11．[由运动图象分析物体的受力情况]

(多选)用一水平力F 拉静止在水平面上的物体，在F 从零开始逐渐增大的过程中，加速度a 随外力F 变化的图象如图所示，g 取10 m/s 2，则可以计算出( ACD )

A．物体与水平面间的最大静摩擦力

B．F为14 N时物体的速度

C．物体与水平面间的动摩擦因数

D．物体的质量

解析：由题图可知，物体与水平面间的最大静摩擦力为7 N，A 正确；由F－μmg＝ma，解得a＝1

＝7 N，a1＝0.5 m/s2，

m F－μg，将F1

F2＝14 N，a2＝4 m/s2代入上式可得m＝2 kg，μ＝0.3，C、D正确；因物体做变加速运动，无法求出F为14 N时物体的速度，B错误．12．[通过图象综合分析物体的受力与运动情况]

(2019·南阳模拟)神舟飞船完成了预定空间科学和技术实验任务后，返回舱开始从太空向地球表面预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后在一定高度打开阻力降落伞进一步减速下降，这一过程中若返回舱所受的空气阻力与速度的平方成正比，比例系数(空气阻力系数)为k，所受空气浮力不变，且认为竖直降落，从某时刻开始计时，返回舱的运动v-t图象如图所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线与横轴交点B的坐标为(8,0)，CD是曲线AD的渐近线，假如返回舱总质量为M＝400 kg，g取10 m/s2，求：

人教版高中物理(必修1) 知识讲解： 牛顿第二定律(基础)(附答案)

牛顿第二定律【学习目标】 1.深刻理解牛顿第二定律，把握 F a m =的含义． 2.清楚力的单位“牛顿”是怎样确定的． 3.灵活运用F＝ma解题． 【要点梳理】 要点一、牛顿第二定律 (1)内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比． (2)公式： F a m ∝或者F ma ∝，写成等式就是F＝kma． (3)力的单位——牛顿的含义． ①在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号N，它是根据牛顿第二定律定义的：使质量为1kg的物体产生1 m/s2加速度的力，叫做1N．即1N＝1kg·m/s2． ②比例系数k的含义． 根据F＝kma知k＝F/ma，因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小，k的大小由F、m、a三者的单位共同决定，三者取不同的单位，k的数值不一样，在国际单位制中，k＝1．由此可知，在应用公式F＝ma进行计算时，F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位． 要点二、对牛顿第二定律的理解 (1)同一性 【例】质量为m的物体置于光滑水平面上，同时受到水平力F的作用，如图所示，试讨论： ①物体此时受哪些力的作用? ②每一个力是否都产生加速度? ③物体的实际运动情况如何? ④物体为什么会呈现这种运动状态? 【解析】①物体此时受三个力作用，分别是重力、支持力、水平力F． ②由“力是产生加速度的原因”知，每一个力都应产生加速度． ③物体的实际运动是沿力F的方向以a＝F/m加速运动． ④因为重力和支持力是一对平衡力，其作用效果相互抵消，此时作用于物体的合力相当于F． 从上面的分析可知，物体只能有一种运动状态，而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力，而不能是其中一个力或几个力，我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性． 因此，牛顿第二定律F＝ma中，F为物体受到的合外力，加速度的方向与合外力方向相同． (2)瞬时性 前面问题中再思考这样几个问题： ①物体受到拉力F作用前做什么运动? ②物体受到拉力F作用后做什么运动? ③撤去拉力F后物体做什么运动? 分析：物体在受到拉力F前保持静止． 当物体受到拉力F后，原来的运动状态被改变．并以a＝F/m加速运动． 撤去拉力F后，物体所受合力为零，所以保持原来(加速时)的运动状态，并以此时的速度做匀速直线运动．

牛顿第二定律的应用-临界问题(附答案)

例1.如图所示，一质量为M＝5 kg的斜面体放在水平地面上，斜面体与地面的动摩擦因数为μ1＝0.5，斜面高度为h＝0.45 m，斜面体右侧竖直面与小物块的动摩擦因数为μ2＝0.8，小物块的质量为m＝1 kg，起初小物块在斜面的竖直面上的最高点。现在从静止开始在M上作用一水平恒力F，并且同时释放m，取g＝10 m/s2，设小物块与斜面体右侧竖直面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力，小物块可视为质点。问： (1)要使M、m保持相对静止一起向右做匀加速运动，加速度至少多大？ (2)此过程中水平恒力至少为多少？ 例1解析：(1)以m为研究对象，竖直方向有： mg－F f＝0 水平方向有：F N＝ma 又F f＝μ2F N 得：a＝12.5 m/s2。 (2)以小物块和斜面体为整体作为研究对象，由牛顿第二定律得：F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a 水平恒力至少为：F＝105 N。 答案：(1)12.5 m/s2(2)105 N 例2.如图所示，质量为m的光滑小球，用轻绳连接后，挂在三角劈的顶端，绳与斜面平行，劈置于光滑水平面上，求： （1）劈的加速度至少多大时小球对劈无压力？加速度方向如何？ （2）劈以加速度a1= g/3水平向左加速运动时，绳的拉力多大？ （3）当劈以加速度a3= 2g向左运动时，绳的拉力多大？ 例2解：（1）恰无压力时，对球受力分析，得 （2），对球受力分析，得

（3），对球受力分析，得（无支持力） 练习： 1.如图所示，质量为M的木板上放着质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2，求加在木板上的力F为多大时，才能将木板从木块下抽出？（取最大静摩擦力与滑动摩擦力相等） 1解：只有当二者发生相对滑动时，才有可能将M从m下抽出，此时对应的临界状态是：M与m间的摩擦力必定是最大静摩擦力，且m运动的加速度必定是二者共同运动时的最大加速度 隔离受力较简单的物体m，则有：，a m就是系统在此临界状态的加速度 设此时作用于M的力为F min，再取M、m整体为研究对象，则有： F min-μ2(M+m)g=(M+m)a m，故F min=(μ1+μ2)(M+m)g 当F> F min时，才能将M抽出，故F>(μ1+μ2)(M+m)g 2.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m=10kg的猴从绳子另一端沿绳向上爬，如图所示，不计滑轮摩擦，在重物不离开地面条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）（） A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2 2.分析：当小猴以最大加速度向上爬行时，重物对地压力为零，故小猴对细绳的拉力等于重物的重力，对 小猴受力分析，运用牛顿第二定律求解加速度． 解答：解：小猴以最大加速度向上爬行时，重物对地压力为零，故小猴对细绳的拉力等于重物的重力，即F=Mg； 小猴对细绳的拉力等于细绳对小猴的拉力F′=F； 对小猴受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律，有

牛顿第二定律的系统表达式及应用一中

牛顿第二定律的系统表达式 一、整体法和隔离法处理加速度相同的连接体问题 1.加速度相同的连接体的动力学方程： F 合 = （m 1 +m 2 +……）a 分量表达式：F x = （m 1 +m 2 +……）a x F y = （m 1 +m 2 +……）a y 2. 应用情境：已知加速度求整体所受外力或者已知整体受力求整体加速度。 例1、如图，在水平面上有一个质量为M的楔形木块A，其斜面倾角为α，一质量为m的木块B放在A的斜面上。现对A施以水平推力F， 恰使B与A不发生相对滑动，忽略一切摩擦，则B对 A的压力大小为( BD ) A 、 mgcosα B、mg/cosα C、FM/(M+m)cosα D、Fm/(M+m)sinα ★题型特点：隔离法与整体法的灵活应用。 ★解法特点：本题最佳方法是先对整体列牛顿第二定律求出整体加速度，再隔离B受力分析得出A、B之间的压力。省去了对木楔受力分析（受力较烦），达到了简化问题的目的。 例2.质量分别为m1、m2、m3、m4的四个物体彼此用轻绳连接，放在光滑的桌面上，拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上，如图所示。求物体系的加速度a和连接m2、m3轻绳的张力F。（F1＞F2） 例3、两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑水平面上，如图所示，对物体A施以水平的推力F，则物体A对B的作用力等于 ( ) A．F F F F 3、B 解析：首先确定研究对象，先选整体，求出A、B共同的加速度，再单独研究B，B 在A施加的弹力作用下加速运动，根据牛顿第二定律列方程求解． 将m1、m2看做一个整体，其合外力为F，由牛顿第二定律知，F=(m1+m2)a，再以m2为研究对象，受力分析如右图所示，由牛顿第二定律可得：F12=m2a，以上两式联立可得：F12= ，B正确． 例4、在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如图1所示，已知m1＞m2，三木块均处于静止， 则粗糙地面对于三角形木块（ D ） A．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右。B．有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左。C．有摩擦力作用，组摩擦力的方向不能确定。D．没有摩擦力的作用。 二、对加速度不同的连接体应用牛顿第二定律1．加速度不同的连接体的动力学方程：b c a

牛顿第二定律专题(高清图)

牛顿运动定律 专题一（第12讲） 一、斜面问题 1.(2013重庆理综) 图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球 由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应图2中的（） A．①、②和③ B．③、②和① C．②、③和① D．③、①和② 二、等时圆问题 2．如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d 位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为 0)，用t1、t2、t3依次表示滑环到达d所用的时间，则（） A．t1 < t2 < t3 B．t1 > t2 > t3 C．t3 > t1 > t2 D．t1 = t2 = t3

变式1：如图所示，oa、ob、oc是竖直面内三根固定的光滑细杆，O、a、b、c、d位于同一圆周上，d点为圆周的最高点，c点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环都从o点无初速释放，用t1、t2、t3依次表示滑环到达a、b、c所用的时间，则( ) t1 = t2 = t3 B．t1 > t2 > t3 C．t1 < t2 < t3 D．t3 > t1 > t2 变式2：有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°、45°和30°。 这些轨道交于O点.现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙，分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑,如图所示。物体滑到O点的先后顺序是（） A.甲最先，乙稍后,丙最后 B.乙最先，然后甲和丙同时到达 C.甲、乙、丙同时到达 D.乙最先，甲稍后，丙最后 三、连接体问题 3．如图所示，质量形状均相同的木块紧靠在一起，放在光滑的水平面上，现用水平恒力推1号木块，使10个木块一起向右匀加速运动，则2号木块对3号木块的推力为___________，4号木块对3号木块的推力为___________.

牛顿第二定律教学设计(市级一等奖)演示教学

牛顿第二定律 教学设计 教材分析 牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的．本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题． 学情分析 学生学习了第二节实验课：探究加速度与力/质量的关系，对a m F三者关系都有了初步了解，并且总结出了相关规律，所以对本节理论课内容做好了铺垫，对掌握本节内容具有重要作用， 教学目标： 知识与技能 1、能准确表述牛顿第二定律 2、理解数学表达式中各物理量的意义及相互关系 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 4、能运用牛顿第二定律分析和处理简单的问题 过程与方法 通过对上节课实验结论的归纳，培养学生概括和分析推理能力 情感与态度 1、渗透物理学研究方法的教育——由实验归纳总结物理规律 2、让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性 教学重点： 牛顿第二定律 教学难点： 1、牛顿第二定律公式的理解 2、理解k=1时，F=ma 教学方法和程序：探讨、归纳、数字化实验、讯飞多媒体辅助互动等。具体步骤是：创设物理情景→回顾与思考→数字化演示实验→总结规律→讯飞多媒体辅助互动。 教学过程： 教学事件顺序教学任务 及实现途 径 教师活动预测学生活动 事件1 复习上节 内容的基 础上，建立 本节内容 相关的知 识结构体 创设情景、引入新课 向学生提问：回忆上节实验探究 课内容，我们研究了哪几个物理 量？ 它们之间有什么关系？ 能用公式反应他们之间的关系 回忆、同学间展 开讨论、最后举 手踊跃回答老 师提出的问题

牛顿第二定律练习题(经典好题)

牛顿定律（提高） 1、质量为m 的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F 作用于物体上，物体产生的加速度为a 。若作用在物体上的水平拉力变为2F ，则物体产生的加速度 A 、小于a B 、等于a C 、在a 和2a 之间 D 、大于2a 2、用力F 1单独作用于某一物体上可产生加速度为3m/s 2，力F 2单独作用于这一物体可产生加速度为1m/s 2，若F 1、F 2同时作用于该物体，可能产生的加速度为 A 、1 m/s 2 B 、2 m/s 2 C 、3 m/s 2 D 、4 m/s 2 3、一个物体受到两个互相垂直的外力的作用，已知F 1＝6N ，F 2＝8N ，物体在这两个力的作用下获得的加速度为2.5m/s 2，那么这个物体的质量为 kg 。 4、如图所示，A 、B 两球的质量均为m ，它们之间用一根轻弹簧相连，放在光滑的水平面上，今用力将球向左推，使弹簧压缩，平衡后突然将F 撤去，则在此瞬间 A 、A 球的加速度为F/2m B 、B 球的加速度为F/m C 、B 球的加速度为F/2m D 、B 球的加速度为0 5如图3-3-1所示，A 、B 两个质量均为m 的小球之间用一根轻弹簧（即不计其 质量）连接，并用细绳悬挂在天花板上，两小球均保持静止.若用火将细绳烧断，则在绳刚断的这一瞬间，A 、B 两球的加速度大小分别是

A．a A=g；a B=gB．a A=2g ；a B=g C．a A=2g ；a B=0 D．a A=0 ；a B=g 6.(8分)如图6所示，θ＝370，sin370＝0.6，cos370＝0.8。箱子重G＝200N，箱子与地面的动摩擦因数μ＝0.30。（1）要匀速拉动箱子，拉力F为多大？ （2）以加速度a=10m/s2加速运动，拉力F为多大？ 7如图所示，质量为m的物体在倾角为θ的粗糙斜面下匀速下滑，求物体与斜面间的滑动摩擦因数。 8．（6分）如图10所示，在倾角为α=37°的斜面上有一块竖直放置的档板，在档板和斜

牛顿第二定律以及专题训练

牛顿第二定律 1.牛顿第二定律的表述（内容） 物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，公式为：F=ma（其中的F和m、a必须相对应）。 对牛顿第二定律理解： （1）F=ma中的F为物体所受到的合外力． （2）F＝ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的合质量．（3）F＝ma中的F与a有瞬时对应关系，F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变． （4）F＝ma中的F与a有矢量对应关系，a的方向一定与F的方向相同。 （5）F＝ma中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度． 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。 （6）F＝ma中，F的单位是牛顿，m的单位是千克，a的单位是米／秒2． （7）F＝ma的适用范围：宏观、低速 2.应用牛顿第二定律解题的步骤 ①明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为m i，对应的加速度为a i，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+m n a n 对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律： ∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，……∑F n=m n a n，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现的，其矢量和必为零，所以最后实际得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。 ②对研究对象进行受力分析。（同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。 ③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。 ④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。 解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，那么问题都能迎刃而解。 3.应用举例 【例1】质量为m的物体放在水平地面上，受水平恒力F作用，由静止开始做匀加速直线运动，经过ts后，撤去水平拉力F，物体又经过ts停下，求物体受到的滑动摩擦力f．

牛顿第二定律典型计算题精选

牛顿第二定律典型计算题精选 一、无相对运动的隔离法整体法（加速度是桥梁） 典例1：如图所示，bc 是固定在小车上的水平横杆，物块Ｍ中心穿过横杆，Ｍ通过细线悬吊着小物块ｍ，小车在水平地面上运动的过程中，Ｍ始终未相对杆bc 移动，Ｍ、ｍ与小车保持相对静止，悬线与竖直方向夹角为α，求Ｍ受到横杆的摩擦力的大小及方向。 二、有相对运动的隔离法整体法（12F ma Ma =+合） 典例2：如图所示，质量为M 的斜劈放置在粗糙的水平面上，质量为m 1的物块用一根不可伸长的轻绳挂起，并通过滑轮与在光滑斜面上放置的质量为m 2的滑块相连。斜面的倾角θ，在m 1、m 2的运动过程中，斜劈始终不动。若m 1＝1kg ，m 2＝3kg ，θ=37°，斜劈所受摩擦力大小及方向？（sin37°＝0.6，g ＝10m/s 2）

三、传送带（共速后运动研判） 典例3：如图所示，传送带与水平方向成θ＝30°角，皮带的AB部分长L＝3.25m，皮带以v＝2m/s的速率顺时针方向运转，在皮带的A端上方无初速地放上一个 μ=，求: 小物体，小物体与皮带间的滑动摩擦系数/5 (1)物体从A端运动到B端所需时间； (2)物体到达B端时的速度大小. 四、有动力滑板（最大静摩擦力决定分离点） 典例4：如图，质量M=1kg的木板静止在水平面上，质量m=1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力，已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4，取g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F，若力F从零开始逐渐增加，且木板足够长。试通过分析与计算，在图中做出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像。

牛顿第二定律练习题和答案

牛顿第二定律练习题和 答案 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

牛顿第二定律练习题 一、选择题 1．关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是 [ ] A．物体运动的速率不变，其运动状态就不变 B．物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D．物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变 2．关于运动和力，正确的说法是 [ ] A．物体速度为零时，合外力一定为零 B．物体作曲线运动，合外力一定是变力 C．物体作直线运动，合外力一定是恒力 D．物体作匀速运动，合外力一定为零 3．在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作 [ ] A．匀减速运动B．匀加速运动 C．速度逐渐减小的变加速运动D．速度逐渐增大的变加速运动 4．在牛顿第二定律公式F=km·a中，比例常数k的数值： [ ] A．在任何情况下都等于1 B．k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C．k值是由质量、加速度和力的单位决定的

D．在国际单位制中，k的数值一定等于1 5．如图1所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列几种描述中，正确的是 [ ] A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零 B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零 C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处 D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 6．在水平地面上放有一三角形滑块，滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加 速下滑，若三角形滑块始终保持静止，如图2所示．则地面对三角形滑块 [ ] A．有摩擦力作用，方向向右B．有摩擦力作用，方向向左 C．没有摩擦力作用D．条件不足，无法判断 7．设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是 [ ] A．先加速后减速，最后静止B．先加速后匀速 C．先加速后减速直至匀速D．加速度逐渐减小到零 8．放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F 改为2F（仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a′．则 [ ] A．a′=a B．a＜a′＜2a C．a′=2a D．a′＞2a

第三章 第2讲 牛顿第二定律的基本应用

第2讲牛顿第二定律的基本应用 一、瞬时问题 1．牛顿第二定律的表达式为：F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致．当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变． 2．轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别 (1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为0. (2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变． 自测1如图1，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态．现将A 上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是(重力加速度为g)() 图1 A．1.5g，1.5g,0 B．g，2g，0 C．g，g，g D．g，g，0 答案 A 解析剪断细线前，由平衡条件可知，A上端的细线的拉力为3mg，A、B之间细绳的拉力为2mg，轻弹簧的拉力为mg.在剪断A上面的细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球C所受合外力为零，所以C的加速度为零；A、B小球被细绳拴在一起，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律得3mg＝2ma，解得a＝1.5g，选项A正确． 二、超重和失重 1．超重

(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有向上的加速度． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有向下的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象． (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下． 4．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关． (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重． 判断正误(1)超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了．(×) (2)物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用．(×) (3)物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态．(×) 三、动力学的两类基本问题 1．由物体的受力情况求解运动情况的基本思路 先求出几个力的合力，由牛顿第二定律(F合＝ma)求出加速度，再由运动学的有关公式求出速度或位移． 2．由物体的运动情况求解受力情况的基本思路 已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力．3．应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下： 受力情况(F合)F合＝ma加速度a运动学 公式 运动情况(v、x、t) 自测2(2019·山东菏泽市第一次模拟)一小物块从倾角为α＝30°的足够长的斜面底端以初速 度v0＝10 m/s沿固定斜面向上运动(如图2所示)，已知物块与斜面间的动摩擦因数μ＝ 3 3，g 取10 m/s2，则物块在运动时间t＝1.5 s时离斜面底端的距离为() 图2 A．3.75 m B．5 m C．6.25 m D．15 m 答案 B

牛顿第二定律练习题和答案

~ 牛顿第二定律练习题 一、选择题 1．关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是 [ ] A．物体运动的速率不变，其运动状态就不变 B．物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D．物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变 2．关于运动和力，正确的说法是 [ ] % A．物体速度为零时，合外力一定为零 B．物体作曲线运动，合外力一定是变力 C．物体作直线运动，合外力一定是恒力 D．物体作匀速运动，合外力一定为零 3．在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作 [ ] A．匀减速运动B．匀加速运动 C．速度逐渐减小的变加速运动D．速度逐渐增大的变加速运动 ？ 4．在牛顿第二定律公式F=km·a中，比例常数k的数值： [ ] A．在任何情况下都等于1 B．k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C．k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D．在国际单位制中，k的数值一定等于1 5．如图1所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过 程中，关于小球运动状态的下列几种描述中，正确的是 [ ] . A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零 B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零 C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 6．在水平地面上放有一三角形滑块，滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑，若三角形滑块始终保持静止，如图2所示．则地面对三角形滑块 [ ] A．有摩擦力作用，方向向右B．有摩擦力作用，方向向左 C．没有摩擦力作用D．条件不足，无法判断 7．设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是 [ ] … A．先加速后减速，最后静止B．先加速后匀速 C．先加速后减速直至匀速D．加速度逐渐减小到零 8．放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F的作用下以加速度a运动，现将拉力F改为2F（仍然水平方向），物体运动的加速度大小变为a′．则 [ ] A．a′=a B．a＜a′＜2a C．a′=2a D．a′＞2a

牛顿第二定律经典例题

牛顿第二定律应用的问题 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。由知，加速度与力有直接关系，分析清楚了力，就知道了加速度，而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系，加速度与速度同向时，速度增加；反之减小。在加速度为零时，速度有极值。 例1. 如图1所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（） 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（） A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时，不需要喷气

解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 解析：受力分析如图2所示，探测器沿直线加速运动时，所受合力方向 与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，由牛顿第三定律可知，喷气方向斜向下方；匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下。故正确答案选C。 图2

第2讲 牛顿第二定律

第2讲牛顿第二定律 ★考情直播 1．考纲解读 2.考点整合 考点一牛顿第二定律 1.定律内容：物体的加速度跟物体成正比，跟物体的成反比，加速度的方向跟合外力的方向 . 2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决，“瞬时性”是指加速度和合外力存在着关系，合外力改变，加速度相应改变，“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度，合外力的加速度即实用文档

是这些加速度的矢量和. 3.牛顿第二定律的分量式：ΣF x=ma x，ΣF y=ma y 【例1】如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当 A B C D 【解析】对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的弹力，弹力在竖直方向的分量和重力平衡，小球在水平方向的分力提供加速度，故C正确. 【答案】C 【方法点评】本题考查牛顿第二定律，只要能明确研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程即可. 考点二力、加速度和速度的关系 在直线运动中当物体的合外力（加速度）与速度的方向时，物体做加速运动，若合外力（加速度）恒定，物体做运动，若合外力（加速度）变化，则物体做运动，当物体的合外力（加速度）方向与速度的方向时，物体做减速运动.若合外实用文档

实用文档 力（加速度）恒定，物体做 运动，若合外力（加速度）变化，则物体做 运动. [例2] 如图3-12-1所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？ [解析]小球接触弹簧后受两个力，向下的重力mg 和向上的弹力x k ?.（如图3－12－2（a ）所示刚开始时，当x k ?mg ，合力向上，由于加速度的方向和速度方 向相反，小球做加速度增大的减速运动，因此速度减小 到零弹簧被压缩到最短.如图3－12－2（c ）所示 [答案]小球压缩弹簧的过程，合外力的方向先向下后向上， 图3－12－ (a) (b) v

牛顿第二定律两类动力学问题及答案解析

牛顿第二定律两类动力学问题 知识点、两类动力学问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图： 对牛顿第二定律的理解 1．牛顿第二定律的“五个性质”

2．合力、加速度、速度的关系 (1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。 (2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。 (3)a＝Δv Δt 是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝ F m 是加速度的决定式。 3．[应用牛顿第二定律定性分析]如图1所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则( ) 图1 A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动 C．物体运动到O点时，所受合力为零 D．物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小 解析物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右。随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至AO间某点(设为点O′)时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左。至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大。所以物体越过O′点后，合力(加速度)方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反

牛顿第二定律专题 .doc

牛顿第二定律专题 一、矢量性 1、如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m 的小球．当小车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F 1至F 4变化表示）可能是下图中的（OO ＇沿杆方向）（ ） 二、瞬时问题 2、如图3-3-1所示，A 、B 两个质量均为m 的小球之间用一根轻弹簧（即不计其质量）连接，并用细绳悬挂在天花板上，两小球均保持静止.若用火将细绳烧断，则在绳刚断的这一瞬间，A 、B 两球的加速度大小分别是（ ） A ．a A =g ； a B =g B ．a A =2g ；a B =g C a A =2g ；a B =0 D ．a A =0 ； a B =g 3、如图3-3-2a 所示，一质量为m 的物体系于长度分别为l 1、l 2的两根细线上，l 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l 2水平拉直，物体处于平衡状态．现将l 2线剪断，（1）求剪断瞬时物体的加速度．（2）若将图a 中的细线l 1改为长度相 同、质量不计的轻弹簧 4、如图3-3-17所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧， 两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M ．N 固定与杆 上，小球处于静止状态，设拔去销钉M 瞬时，小球加速度的大小 为12m /s 2.若不拔去销钉M 而拔去销钉N 瞬间，小球的加速度可 能是( ) A .22m /s 2,竖直向上 B .22m /s 2,竖直向下 C .2m /s 2,竖直向上 D .2m /s 2 ,竖直向下 O F 2 F 1 O F 3 F 4 A O F 2 F 1 O F 3 F 4 B O F 2 F 1 O F 3 F 4 C O O F 2 F 1 F 3 F 4 D ＇ ＇ ＇ ＇ θ l 1 l 2 θ l 1 l 2 图3-3-2 M N 图3-3-17 图3-3-1 B A

牛顿第二定律计算题

牛顿第二定律计算题（难度） 1．（17分）如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为 1m 和2m ，各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g 。 （1）当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； （2）要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小范围； （3）本实验中， 1m =0.5kg ， 2m =0.1kg ， μ=，砝码与纸板左端的距 离d=0.1m ，取g=102 /m s 。 若砝码移动的距离超过l =0.002m ，人眼就能感知。 为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大 2．如图所示，竖直光滑的杆子上套有一滑块A,滑块通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B 又通过一轻质弹簧连接物块C ，C 静止在地面上。开始用手托住A,使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，现将A 由静止释放，当速度达到最大时，C 也刚好同时离开地面，此时B 还没有到达滑轮位置.已知：m A =, m B =1kg, m c =1kg ，滑轮与杆子的水平距离L=。试求： （1）A 下降多大距离时速度最大 （2）弹簧的劲度系数 （3）的最大速度是多少 3．如图甲所示，平板小车A 静止在水平地面上，平板板长L=6m ，小物块B 静止在平板左端，质量m B = 0.3kg ，与A 的动摩擦系数μ=，在B 正前方距离为S 处，有一小球C ，质量m C = 0.1kg ，球C 通过长l = 0.18m 的细绳与固定点O 相连，恰当选择O 点的位置使得球C 与物块B 等高， 且C 始终不与平板A 接触。在t = 0时刻，平板车A 开始运动，运动情况满足如图乙所示S A – t 关系。若BC 发生碰撞，两者将粘在一起，绕O 点在竖直平面内作圆周运动， 并能通过O 点正上方的最高点。BC 可视为质点，g = 10m/s 2 ， 求：（1）BC 碰撞瞬间，细绳拉力至少为多少 （2）刚开始时，B 与C 的距离S 要满足什么关系 4．如图所示为某钢铁厂的钢锭传送装置，斜坡长为L ＝20 m ，高为h ＝2 m ，斜坡上紧排着一排滚筒．长为l ＝8 m 、质量为m ＝1×103 kg 的钢锭ab 放在滚筒上，钢锭与滚筒间的动摩擦因数为μ＝，工作时由电动机带动所有滚筒顺时针匀速转动，使钢锭沿斜坡向上移动，滚筒边缘的线速度均为v ＝4 m/s.假设关闭电动机的瞬时所有滚筒立即停止转动，钢锭对滚筒的总压力近似等于钢锭的重力．取当地的重力加速度g ＝10 m/s2.试求： (1)钢锭从坡底(如上图示位置)由静止开始运动，直到b 端到达坡顶所需的最短时间； (2)钢锭从坡底(如上图示位置)由静止开始运动，直到b 端到达坡顶的过程中电动机至 C B A L S O 图甲 3 S A t 12 图乙

牛顿第二定律练习题二

项城二高《牛顿第二定律》练习题二（内部资料） 命题人：王留峰日期：2010-12-20 一、选择题 1.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是（B） A.物体立即获得加速度和速度 B.物体立即获得加速度，但速度仍为零 C.物体立即获得速度，但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度仍为零 2. 当作用在物体上的合外力不等于零的情况下,以下说法正确的是( BD ). A. 物体的速度一定越来越大 B. 物体的速度可能越来越小 C. 物体的速度可能不变 D. 物体的速度一定改变 3. 关于惯性,下述说法中正确的是( AC ). A. 物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B. 物体静止时有惯性,一但运动起来不再保持原有的运动状态也就失去了惯性 C. 一切物体在任何情况下都有惯性 D. 在相同的外力作用下,获得加速度大的物体惯性大 4. 如图4–1弹簧的拉力为F2,重物对弹簧的拉力为F3,弹簧对钉子的拉力为F4,下面说 法正确的是( BCD ). A. F2、F3是一对作用力,反作用力 B. F1、F3是一对作用力,反作用力 C. F2、F4是同性质的力 D. F2、F3是一对平衡力

5. 下列说法正确的是( BC ). A. 物体在恒力作用下,速度变化率均匀增大 B. 物体在恒力作用下,速度变化率不变 C. 物体在恒力作用下,速度变化率大小与恒力的大小成正比 D. 物体在恒力作用下速度逐渐增大 6. 质量为m的物体,放在水平支持面上,物体以初速度v0在平面上滑行,已 知物体与支持面的摩擦因数为,μ,则物体滑行的距离决定于( A ). A.μ和v0 B.μ和m C. v0和m D.μ、v0和m 7. 下面说法正确的是( C ). A. 物体受的合外力越大,动量越大 B. 物体受的合外力越大,动量变化量越大 C. 物体受的合外力越大,动量变化率越大 D. 物体动量变化快慢与合外力没关系 8. 如图4–2所示,升降机静止时弹簧伸长8cm,运动时弹簧伸长4cm,则升降机的运动 状态可能是( CD ). A. 以a=1m/s2加速下降 B.以a=1m/s2加速上升 C. 以a=4.9m/s2减速上升 D. 以a=4.9m/s2加速下降 9.一质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为（ BCD） A.1m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2 二、填空题 10. 在平直公路上,汽车由静止出发匀加速行驶,通过距离S后,关闭油门,继续滑行2S 距离后停下,加速运动时牵引力为F,则运动受到的平均阻力大小是 F/3 .

牛顿第二定律 两类动力学问题

课时跟踪检测（九） 牛顿第二定律 两类动力学问题 对点训练：牛顿第二定律的理解 1.若战机从“辽宁号”航母上起飞前滑行的距离相同，牵引力相同，则( ) A ．携带弹药越多，加速度越大 B ．加速度相同，与携带弹药的多少无关 C ．携带弹药越多，获得的起飞速度越大 D ．携带弹药越多，滑行时间越长 2．(多选)如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F 作用，前方固定一足够长的水平轻弹簧，则当木块接触弹簧后，下列判断正确的是( ) A ．木块立即做减速运动 B ．木块在一段时间内速度仍增大 C ．当F 等于弹簧弹力时，木块速度最大 D ．弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为零 3.如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，物块A 、B 质量分别为m 和2m 。物块A 静止在轻弹簧上面，物块B 用细线与斜面顶端相连，A 、B 紧挨在一起但A 、B 之间无弹力。已知重力加速度为g ，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正 确的是( ) A ．物块A 的加速度为0 B ．物块A 的加速度为g 3 C ．物块B 的加速度为0 D ．物块B 的加速度为g 2 4.(多选)如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m ＝1 kg 的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。在剪断轻绳的瞬间(g 取10 m/s 2)，下列说法中正确的是( ) A ．小球受力个数不变 B ．小球立即向左运动，且a ＝8 m/s 2 C ．小球立即向左运动，且a ＝10 m/s 2 D ．若剪断的是弹簧，则剪断瞬间小球加速度为零 5.如图所示，两根长度分别为L 1和L 2的光滑杆AB 和BC 在B 点垂直焊接，当按图示方式固定在竖直平面内时，将一滑环从B 点由静止释放，分别沿BA 和BC 滑到杆的底端经历的时间相同，则这段时间为( ) A. 2L 1L 2g B. 2L 1L 2g

牛顿第二定律计算题专题训练

物理学业水平测试计算题考前强化训练 1、质量为2kg 的物体，静止放在光滑的水平面上，在8N 的水平拉力作用下， （1）物体运动的加速度为多少 （2）经5s 物体运动了多远5s 末的速度是多大 2、一辆汽车的总质量是×103 kg ，牵引力是×103 N ，从静止开始运动，经过10s 前进了40m ，求汽车受到的阻力。 3．如图所示，质量m = 2kg 的物体原静止在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数为μ=，一个沿水平方向的恒力F = 12N 作用在这个物体上，（g 取10m/s 2 ）求： （1）物体运动的加速度多大 （2）开始运动后3s 内物体发生的位移x 的大小是多少 （3）开始运动后3s 末物体的速度是多大拉力的瞬时功率多大 4、质量为2kg 的物体，静止放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为，当受到8N 的水平拉力作用时， （1）物体运动的加速度为多少 （2）经5s 物体运动了多远5s 末的速度是多大 （3）5s 末撤去拉力，求8s 末的速度是多大 （4）5s 末撤去拉力，则再经10s 的位移是多大 5、一辆载重汽车重104 kg ，司机启动汽车，经5s 行驶了15m 。设这一过程中汽车做匀加速直线运动，已知汽车所受阻力f =5×103 N ，取g=10m/s 2 ，求： （1）汽车在此过程中的加速度大小； （2）汽车发动机的牵引力大小。 6、质量为1kg 的物体放在水平面上，它与水平面的动摩擦因素为 , 若该物体受到一个水平

方向的、大小为5N的力的作用后开始运动，则（1）物体运动的加速度是多大（2）当它的速度达到12m/s时，物体前进的距离是多少 ? 7、如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在倾角 为30°的斜坡顶端，从静止开 始匀加速下滑90m到达坡底，用时10s．若g取10m/s2，求⑴运动员下滑过程中的加 速度大小；⑵运动员到达坡底时的速度大小；⑶运动员受到的合外力大小． 8、一架老式飞机在高出地面0.81km的高度，以×102km／h的速度水平飞行。 （1）飞机上投下的炸弹经多少时间落在指定的目标上 （2）为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹（g取9.8m/s2，不计空气阻力） 9．一小球在某高处以v0＝10m/s的初速度被水平抛出，落地时的速度v t＝20m/s，不计空气阻力，求： (1) 小球被抛出处的高度H和落地时间t （2）小球落地点与抛出点之间的距离s (3) 小球下落过程中，在何处重力势能与动能相等 10．用一根长为l的轻质不可伸长的细绳把一个质量为m的小球悬挂在点O，将小球拉至与悬点等高处由静止释放，如图所示。求： （1）小球经过最低点时的速度大小；（2）小球经过最低点时，细绳的拉力F。 O l v m