牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律应用方法
练习、如图，将质量为 的物体分置于质量为M的 练习、如图，将质量为m1、m2的物体分置于质量为 的 物体的两侧，均处于平衡状态， ， 物体的两侧，均处于平衡状态，m1＞m2，α ＜ β，下 述说法正确的是（ 述说法正确的是（ ACD） m2 m1 A）m1对M的正压力一定大于 2对M的正压力 ） 的正压力一定大于m 的正压力 的正压力一定大于 M β α B）m1对M的摩擦力一定大于 2对M的摩擦力 的摩擦力一定大于m ） 的摩擦力一定大于 的摩擦力 C）水平地面对 的支持力一定等于 的支持力一定等于(M+m1+m2)g ）水平地面对M的支持力一定等于 D）水平地面对 的摩擦力一定等于零 ）水平地面对M的摩擦力一定等于零 变式:如图所示 一质量为M的楔形木块放在水平桌面 如图所示， 变式 如图所示，一质量为 的楔形木块放在水平桌面 它的顶角为90 两底角为α和 ； 、 为两个位于 上，它的顶角为 o，两底角为 和β；a、b为两个位于 斜面上质量均为m的小木块 的小木块。 斜面上质量均为 的小木块。已知所有接触面都是光滑 现发现a、 沿斜面下滑 而楔形木块静止不动， 沿斜面下滑， 的。现发现 、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这 时楔形木块对水平桌面的压力等于： 时楔形木块对水平桌面的压力等于： A Ａ．Mg+mg； B．Mg+2mg； Ａ． ； ． ； C．Mg+mg（sinα+sinβ） ． （ ） D．Mg+mg(cosα+cosβ） ． ）
高考物理复习：牛顿第二定律的应用
绳瞬间a受到的合力F=mg+FT1=mg+2mg=3mg,故加速度 a1==3g ,故A、B
错误。设弹簧S2的拉力为FT2,则FT2=mg,FT1=2FT2,根据胡克定律F=kΔx可
得Δl1=2Δl2,故C正确,D错误。
能力形成点3
动力学两类基本问题——规范训练
整合构建
1.解决两类动力学基本问题应把握的关键
项错误。剪断细绳瞬间,对 A 球由牛顿第二定律有
mAgsin 30°=mAaA,得 A 的加速度 aA=gsin
1
30°= g,D
2
项正确。
归纳总结抓住“两关键”、遵循“四步骤”
(1)分析瞬时加速度的“两个关键”:
①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。
②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。
(2)“四个步骤”:
B.1 N/C=1 V/m
C.1 J=1.60×10-19 eV
D.库仑不是国际单位制中的基本单位
解析:根据牛顿的定义,1 N=1 kg·
m/s2,则1 kg·
m/s=1 N·
s,故A正确。1 N/C
和1 V/m都是电场强度的单位,所以1 N/C=1 V/m,故B正确。电子伏是能量
的单位,1 eV=1.60×10-19 J,故C错误。库仑不是国际单位制中的基本单
牛顿第二定律的应用
内
容
索
引
01
第一环节
必备知识落实
02
第二环节
关键能力形成
第一环节
必备知识落实
知识点一
超重
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。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用、超重与失重一、应用牛顿第二定律分析问题的基本思路：（1）已知力求物体的运动状态：先对物体进行受力分析，由分力确定合力；根据牛顿第二定律确定加速度，再由初始条件分析物体的运动状态，应用运动学规律求出物体的速度或位移。
（2）已知物体的运动状态求物体的受力情况：先由物体的运动状态（应用运动学规律）确定物体的加速度；根据牛顿第二定律确定合力，再根据合力与分力的关系求出某一个分力。
二、解题步骤：（1）根据题意，确定研究对象；（2）用隔离法或整体法分析研究对象的受力情况，画受力示意图；（3）分析物理过程是属于上述哪种类型的问题，应用牛顿第二定律分析问题的基本思路进行分析；（4）选择正交坐标系(或利用力的合成与分析)选定正方向，列动力学方程(或结合初始条件列运动学方程)；（5）统一单位，代入数据，解方程，求出所需物理量；（6）思考结果的合理性，决定是否需要讨论。
三、例题分析：例1：如图所示，质量m=2kg的物体，受到拉力F=20N的作用，F与水平成37°角。
物体由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面间的摩擦因数μ=0.1，2s末撤去力F，求：撤去力F 后物体还能运动多远？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）例2：一个质量m=2kg的物体放在光滑的水平桌面上，受到三个与桌面平行的力作用，三个力大小相等F1=F2=F3=10N，方向互成120°，方向互成120°，则：（1）物体的加速度多大？（2）若突然撤去力F1，求物体的加速度？物体运动状况如何？（3）若将力F1的大小逐渐减小为零，然后再逐渐恢复至10N，物体的加速度如何变化？物体运动状况如何？例3：如图所示，停在水平地面的小车内，用轻绳AB、BC拴住一个小球。
绳BC呈水平状态，绳AB 的拉力为T1，绳BC的拉力为T2。
当小车从静止开始以加速度a水平向左做匀加速直线运动时，小球相对于小车的位置不发生变化；那么两绳的拉力的变化情况是：（）A、T1变大，T2变大B、T1变大，T2变小C、T1不变，T2变小D、T1变大，T2不变例4：如图所示，物体A质量为2kg，物体B质量为3kg，A、B叠放在光滑的水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为10N；一个水平力F作用在A物体上，为保证A、B间不发生滑动，力F的最大值为多少？如果力F作用在B上，仍保证A、B间不滑动，力F最大值为多少？四、超重和失重（1）重力：重力是地球对物体吸引而使物体受到的作用力，是引力，G=mg。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用在物理学中，牛顿第二定律是描述力、质量和加速度之间关系的基本定律。
具体而言，它表明力是物体质量乘以加速度的乘积。
牛顿第二定律在力学问题的解决中扮演着重要的角色，并且在各种实际应用中经常被使用。
本文将讨论牛顿第二定律在不同领域中的应用。
1. 机械运动牛顿第二定律在机械运动中有着广泛的应用。
例如，我们可以利用牛顿第二定律来计算物体的加速度，从而确定物体的运动状态。
在简单的情况下，我们可以使用公式F=ma，其中F表示作用在物体上的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
根据这个公式，我们可以计算物体所受的合力，进而预测物体的运动轨迹。
2. 交通工程牛顿第二定律在交通工程中也有重要的应用。
例如，我们常常需要研究车辆在不同道路状况下的行驶情况。
通过使用牛顿第二定律，我们可以计算出车辆所受的合力，并进一步预测车辆的加速度和速度。
这样的信息可以用于改善道路设计，提高交通效率，确保交通安全。
3. 弹道学牛顿第二定律在弹道学中也被广泛应用。
弹道学研究的是物体在空中飞行的轨迹和性质。
利用牛顿第二定律，我们可以计算出物体在受到力的作用下的加速度和速度变化情况。
这些信息对于炮弹、导弹和火箭的轨迹计算和控制非常重要。
4. 工程设计牛顿第二定律对于工程设计中的力学分析也是至关重要的。
在建筑和结构设计中，我们需要确保建筑物的稳定性和安全性。
通过应用牛顿第二定律，我们可以计算出分布在结构上的力，并评估结构的强度和稳定性。
这可以帮助工程师确定所需的材料和构建方法，从而确保设计的可行性和长期的稳定性。
5. 运动控制牛顿第二定律在运动控制领域也发挥着重要的作用。
例如，在机器人技术中，我们需要精确控制机器人的运动和位置。
通过应用牛顿第二定律，我们可以计算出所需施加在机器人身上的力，从而控制机器人的加速度和速度。
这使得机器人能够准确地执行特定的任务，如自主导航、工业生产等。
总结：牛顿第二定律在各个领域中都有广泛的应用。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学中最基本且重要的定律之一，被广泛应用于解决各种力学问题。
它描述了物体的加速度与作用在物体上的净力之间的关系。
本文将讨论牛顿第二定律在不同领域的应用。
1. 机械领域中的应用在机械领域中，牛顿第二定律被用于计算物体的加速度和所受的力。
根据牛顿第二定律，一个物体的加速度正比于作用在它上面的净力，而与物体的质量成反比。
数学表达式为 F = ma，其中 F代表物体所受的净力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
利用这个公式，可以计算出物体所受的力或者求解物体的加速度。
2. 飞行器的设计与控制牛顿第二定律的应用远不止在机械领域中，它在飞行器的设计与控制中也起到了重要的作用。
例如，在航空航天领域中，飞机的推进系统利用了牛顿第二定律。
飞机通过喷射出高速气流来提供后向的反作用力，从而推进自身前进。
牛顿第二定律可以帮助工程师计算出所需的推力和加速度，从而使飞机能够平稳地起飞和飞行。
3. 汽车的制动系统在车辆的制动系统中，牛顿第二定律同样起到了关键的作用。
汽车制动时，刹车片对轮胎施加了一个与车辆运动方向相反的摩擦力，这个摩擦力通过牛顿第二定律可以计算出来。
根据该定律，刹车片的净力与汽车质量乘以刹车片的摩擦系数之积相等，即 F = ma，其中F代表刹车片的净力，m代表汽车质量，a代表汽车的加速度。
通过控制刹车片的压力和摩擦系数，司机可以准确地控制汽车的制动效果。
4. 物体的竖直上抛运动在物理学中，牛顿第二定律被用于分析物体的竖直上抛运动。
当我们将一个物体从地面上抛出时，它所受的力由重力和空气阻力组成。
根据牛顿第二定律，物体的净力等于物体的重力减去空气阻力。
这个净力与物体的质量和加速度之间存在着简单的线性关系。
通过求解这个关系式，我们可以计算出物体的加速度和抛射初速度。
5. 摩天轮的运动模拟摩天轮是一个经典的游乐设施，它的运动过程可以通过牛顿第二定律进行模拟和分析。
摩天轮的运动受到重力和张力的影响，通过在摩天轮上设置电机或者其他驱动装置，可以产生一个向心力来维持摩天轮的运动。
8牛顿第二定律的简单应用
1、物体受两个力的情形（1）利用平行四边形定则，将二力合成求出合力；（2）利用a m F =合求出加速度。
2、物体受多个力的情形（1）确定研究对象；（2）找出研究对象所受的力；①首先找出主动力②将主动力的作用效果分解，根据力的作用效果找出相应的反作用效果力③根据接触面的压力找出可能存在的摩擦力（3）建立直角坐标系：①一般以加速度方向为x 轴；②y 轴与x 轴垂直。
（4）正交分解：将不在坐标轴上力分解到坐标轴上（5）列方程：x 轴上，a m F =合（以加速度方向为正方向）；y 轴上，0F =合或负正y y F F =用牛顿第二定律解题，就要对物体进行正确的受力分析，求合力，物体的加速度既和物体的受力相联系，又和物体的运动情况相联系，加速度是联系力和运动的纽带，物体的运动情况是由物体的初速度和受力情况共同决定的。
3、外力和内力如果以物体系研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的力，而系统内各物体间的相互作用力为。
应用牛顿第二定律列方程不考率力。
如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的力。
4、连接体问题的分析方法（1）整体法：连接体中的各物体如果，求加速度时可以把连接体作为一个整体。
运用列方程求解。
（2）隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体应用 求解，此法称为隔离法。
（3）整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的。
本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加方便。
质量为m 1、m 2的两个物体分别受到相同的合外力F 的作用，产生的加速度分别为6m/s 2和3m/s 2，当质量是M=m 1+m 2的物体也受到相同的合外力F 的作用时，产生的加速度是。
质量是2kg 的物体，受到4个力的作用而处于静止状态。
当撤去其中F 1、F 2两个力后，物体的加速度为1m/s 2，方向向东，则F 1、F 2的合力大小是，方向。
质量为m 的物体，在两个大小相等，夹角为120°的共点力作用下，产生的加速度大小为a ，当两个力的大小不变，夹角为0°时，物体是加速度大小变为；夹角为90°时，物体的加速度大小变为。
牛顿第二定律的原理及应用
牛顿第二定律的原理及应用牛顿第二定律是经典物理学中最基本的定律之一，它描述了力对物体的作用方式，形式化地表达了物体受力时运动的规律。
本文将探讨牛顿第二定律的原理及其在实际应用中的重要性。
1. 牛顿第二定律的原理牛顿第二定律可以简单地表述为：当一个物体受到作用力时，它的加速度正比于作用力，反比于物体的质量，方向与作用力方向相同。
换句话说，当一个物体受到作用力F时，其加速度a的大小与F成正比，与物体质量m成反比，即a=F/m。
这个定律描述了物体运动的规律，告诉我们：当物体受到的力增加时，它会加速运动；当物体的质量增加时，它会减缓运动。
在良好的近似情况下，牛顿第二定律适用于所有物体，并且在许多工程和科学领域中都是无可替代的。
例如，汽车碰撞测试中使用的模型就基于牛顿第二定律，因为它可以计算出车辆在不同速度下碰撞时的加速度和动量变化。
2. 应用：力的测量牛顿第二定律的另一个重要应用是测量力的大小。
由于牛顿第二定律建立了力与加速度之间的关系，因此如果可以测量一个物体的质量和加速度，就可以通过牛顿第二定律计算出作用力的大小。
例如，在电子磅秤中，我们可以通过测量物体的质量和磅秤显示的加速度来计算物体所受的重力。
在工业生产中，也常常需要测量机器所受的拉力或推力，这时采用的仪器就是力计，其原理也是基于牛顿第二定律。
3. 应用：运动学分析牛顿第二定律在运动学分析中也扮演着重要的角色。
例如，我们可以通过牛顿第二定律来计算发射的火箭所需要的动力和燃料，以保证它能够成功地到达目标。
另一个运动学分析中的实际应用是动力学分析，它包括了各种不同类型的力学系统，如机械系统、流体系统和电磁系统等，以及各种物理现象，如声音、火焰和电磁辐射等。
在动力学分析中，牛顿第二定律可以描述系统的动力学性质，并可以计算系统受到的各种力的大小和方向。
4. 应用：运动的优化牛顿第二定律的应用不仅限于理论分析，还可以用于优化运动过程。
例如，我们可以通过牛顿第二定律来计算体育运动员的力量和速度，以帮助他们在比赛中取得最佳成绩。
牛顿第二定律基本应用
选向上为正方向，速度的改变量Δv＝v2－(－v1)＝ 18 m/s(向上)．③ 用a表示加速度，Δt表示接触时间，则Δv＝aΔt.④
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg ，由牛顿第二定律得F－mg＝ma⑤
由以上五式解得 F＝1.5×103 N.
7．(2010年浙江理综，14)如图所示，A、B两物体叠 放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下 列说法正确的是( )
先将运动 先自由落体，后触网 【思路点拨】 过程分段 ―→ 上、下，再竖直上抛
―→
由运动学公式 求出加速度
―→
受力分析，应用 牛顿定律求力
【解析】 (1)将运动员看作质量为 m 的质点，从 h1 高处下落，刚 接触网时的速度大小
v1＝ 2gh1＝8 m/s(向下)① 弹跳后到达的高度为 h2，则离网时的速度大小 v2＝ 2gh2＝10 m/s(向上)②
Ａ．加速上升 Ｂ．减速上升 Ｃ．匀速下降 Ｄ．减速下降
1、关于物体的加速度与受力情况的关系，下
列说法正确的是：（ BCD）
A、物体不受力时，加速度也可能改变。
B、物体受力变化时，加速度才会改变。 C、物体受力不变时，加速度也不变。 D、物体不受力时，加速度等于零。
2、下列说法正确的是： （ D）
答案：A
8．(2010年山东理综，16)如图甲所示，物体沿斜面 由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物
体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水 平面平滑连接．图乙中v、a、f和s分别表示物体速 度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．图乙中 正确的是( )
解析：物体在斜面上受重力、支持力、摩擦力作用， 其摩擦力大小为f1＝μmgcos θ，做初速度为零的匀加 速直线运动，其v t图象为过原点的倾斜直线，A错 ，加速度大小不变，B错，其s t图象应为一段曲线 ，D错；物体到达水平面后，所受摩探力f2＝μmg>f1 ，做匀减速直线运动，所以正确选项为C.
牛顿第二定律的应用
力情况
合力
加速度 a
物体运
动情况
二、从运动情况确定受力
物体受
合力
加速度
物体运
力情况
a
动情况
运动学 公式
解题思路： 力的合成 与分解 受力情况
a的作用
a 合力F合 F合 = m a
运动情况
应用牛顿运动定律解题的一般步骤
1、确定研究对象。 2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力 的示意图。 3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动 过程简图。 4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。 5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求 解要求的物理量。
（g=10m/s2）
解：
由x＝v0 t＋
at 2
2
21
得
a＝
2（x －v0t）
t
①
FN
F阻
θ mg
滑雪的人滑雪时受力如图，将G分解得： F1= mgsinθ ② 根据牛顿第二定律:F1－F阻＝m a 由①②③ 代入数据可得： F阻＝75N
③
F1
θ
F2
F阻 方向沿斜面向上
总结：从运动情况确定受力
处理这类问题的基本思路是：先分析物 体的运动情况，据运动学公式求加速度， 再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿 第二定律列方程求所求量(力)。 F=m
牛顿第二定律的应用
一、 从受力确定运动情况
已知物体受力情况确定运动情况， 指的是在受力情况已知的条件下，要 求判断出物体的运动状态或求出物体 的速度、位移等。
【例1】一个静止在光滑水平面上的物 体，质量为2kg，受水平拉力F＝6N的 作用从静止开始运动，求物体2s末的 速度及2s内的位移．
6m/s 6m
牛顿第二定律的简单应用
牛顿第二定律的简单应用1.牛顿第二定律的用途：牛顿第二定律是联系物体受力情况与物体运动情况的桥梁．根据牛顿第二定律，可由物体所受各力的合力，求出物体的加速度；也可由物体的加速度，求出物体所受各力的合力.2.应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象．(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程．(3)求出合力或加速度．(4)根据牛顿第二定律列方程求解．3.两种根据受力情况求加速度的方法(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向．加速度的方向就是物体所受合力的方向．(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法分别求物体在x 轴、y 轴上的合力F x 、F y ，再应用牛顿第二定律分别求加速度a x 、a y .在实际应用中常将受力分解，且将加速度所在的方向选为x 轴或y 轴，有时也可分解加速度，即⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝ma x F y ＝ma y . 注意：在应用牛顿第二定律解决问题时要重点抓住加速度a 分析解决问题。
【题型1】如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对静止，小球的质量为1 kg.sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g ＝10 m/s 2.求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)悬线对小球的拉力大小．【题型2】(多选)如图所示，套在绳索上的小圆环P 下面用悬线挂一个重力为G 的物体Q 并使它们处于静止状态，现释放圆环P ，让其沿与水平面成θ角的绳索无摩擦下滑，在圆环P 下滑过程中绳索处于绷紧状态(可认为是一直线)，若圆环和物体下滑时不振动，稳定后，下列说法正确的是( )A.Q 的加速度一定小于g sin θB.悬线所受拉力为G sin θC.悬线所受拉力为G cos θD.悬线一定与绳索垂直【题型3】如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为α.求人受到的支持力和摩擦力．【题型4】如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，跟物体1相连接的绳与竖直方向成θ角不变，下列说法中正确的是()A.车厢的加速度大小为g tanB.绳对物体1的拉力为m1g cosθC.车厢底板对物体2的支持力为(m2－m1)gD.物体2受车厢底板的摩擦力为0针对训练1.如图所示，一倾角为α的光滑斜面向右做匀加速运动，物体A相对于斜面静止，则斜面运动的加速度为()A.g sin αB.g cosC.g tan αD.gtan α2.如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。
牛顿第二定律拓展式及应用
牛顿第二定律拓展式及应用牛顿第二定律指出了力、质量和加速度之间的关系，可以用公式表示为F=ma，其中F代表作用在物体上的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
这个公式可以拓展为更复杂的形式，用于解决各种物理问题。
首先是加速度的计算问题。
如果知道物体的质量和所受力的大小和方向，可以用F=ma计算物体的加速度。
这个公式也可以用来计算所需施加的力以达到特定的加速度，或者计算需要多长时间才能使物体达到特定的速度。
其次是力的分解问题。
牛顿第二定律可以用来分解一个合力为多个分力的合力。
这种方法被称为向量分解，可以在力学中应用。
例如，在一个竖直方向上施加一个力，可以将其分解为一个水平和一个垂直分力，然后再按照需要进行计算。
然后是摩擦力的计算问题。
当物体在另一个物体表面上运动时，通常存在摩擦，这会影响其运动状态。
牛顿第二定律可以用来计算摩擦力的大小和方向。
例如，当一个物体在水平表面上滑行时，摩擦力的大小可以通过物体的质量、摩擦系数和施加的力来计算。
另一个应用牛顿第二定律的领域是动量守恒定律。
当质量和速度发生变化时，物体的动量会发生变化。
牛顿第二定律可以用来计算动量变化的大小。
例如，在碰撞问题中，如果两个物体碰撞并粘合在一起，它们的动量必须守恒。
通过利用牛顿第二定律的公式，可以计算它们在碰撞前后的速度和质量，以保证动量的守恒。
最后是牛顿第二定律在引力和万有引力定律中的应用。
当两个物体之间存在引力时，牛顿第二定律可以用来计算物体之间的加速度。
例如，当两个质量为m1和m2的物体之间存在引力时，此时它们之间的加速度就可以用牛顿第二定律的公式来计算。
总之，牛顿第二定律在物理学中具有广泛的应用。
它不仅可以用来计算物体在给定条件下的加速度和速度，还可以用于分解合力、计算摩擦力和动量变化的大小，以及在引力问题中计算加速度等。
因此，理解和应用牛顿第二定律对于物理学学生来说至关重要。
牛顿第二定律
牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学的基本原理之一，也被称为运动定律或力学定律。
它描述了物体受到的外力与其加速度之间的关系。
根据牛顿第二定律，当物体受到一个或多个力的作用时，它会产生相应的加速度。
本文将探讨牛顿第二定律的原理及其应用。
1. 牛顿第二定律的表达形式牛顿第二定律可用数学公式表示为 F = ma，其中F表示物体所受到的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
根据这个公式，我们可以得知力与加速度成正比，质量与加速度成反比。
换言之，当力不变时，物体的质量越大，加速度越小；当质量不变时，物体所受的力越大，加速度越大。
2. 牛顿第二定律的应用举例牛顿第二定律在实际生活和工程领域有广泛的应用。
以下是一些例子：- 汽车加速当我们驾驶汽车时，需要对油门踏板施加力来加速。
根据牛顿第二定律，施加的力越大，汽车的加速度就越大。
同样，汽车的质量越大，给定一定的施加力，加速度就越小。
- 物体的自由落体当一个物体自由落体时，只受到重力的作用。
根据牛顿第二定律，重力F = mg，其中m为物体的质量，g为重力加速度。
而物体的加速度就等于重力加速度g。
这意味着，重物和轻物在自由落体时会有相同的加速度，但重物会受到更大的力。
- 弹簧的压缩和伸展当我们将一个质量为m的物体连接到一个弹簧上并施加一个力F，弹簧会发生压缩或伸展。
根据牛顿第二定律，物体所受的力等于质量乘以加速度，即F = ma。
因此，弹簧的伸长或压缩程度取决于物体的质量和施加的力。
- 飞行物体的轨迹在空气中自由运动的飞行物体，如导弹或火箭，其运动轨迹受到空气阻力的影响。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力和阻力之间的差异有关。
所以，飞行物体的轨迹会受到多种因素的影响，包括飞行速度、空气密度和形状等。
- 摩擦力与物体运动摩擦力是物体相对运动或准备运动而产生的阻力。
根据牛顿第二定律，当物体受到摩擦力时，它的加速度会减小。
这意味着，摩擦力会影响物体的运动状况，使其难以加速或保持匀速运动。
牛顿第二定律及其应用
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弹性体动力学问题分类
根据弹性体所受外力和约束的性质，以及弹性体的材料和 结构特点，可以ห้องสมุดไป่ตู้弹性体动力学问题分为自由振动、受迫 振动、冲击和碰撞等类型。
04
牛顿第二定律在振动和波 动中应用
简谐振动中牛顿第二定律应用
恢复力
在简谐振动中，物体受到的力总是指向平衡位置，这个力被称为恢复力。根据 牛顿第二定律，恢复力的大小与物体的加速度成正比，方向相反。
刚体动力学问题分类
根据刚体所受外力和约束的性质，可以将刚体动力学问题分为自由 刚体、受约束刚体和受迫振动刚体等类型。
弹性体动力学问题求解
弹性体运动方程建立
根据牛顿第二定律和弹性力学理论，建立弹性体的运动方 程，包括平衡方程、几何方程和物理方程。
弹性体运动状态分析
通过求解弹性体的运动方程，可以得到弹性体的变形和应 力分布状态，以及弹性体的振动和波动等动态特性。
位移与时间关系
位移随时间变化的关系可 以通过对速度进行时间积 分得到。
初始条件
在求解运动学问题时，需 要给出初始时刻的速度和 位移作为边界条件。
运动学方程建立与求解
运动学方程
根据牛顿第二定律和初始 条件，可以建立物体的运 动学方程。
方程求解
通过数学方法求解运动学 方程，可以得到物体在任 意时刻的速度、位移等运 动学量。
行分析。
热力学过程中物质状态变化规律
热膨胀
物体在受热时，其体积会发生变化。热膨胀现象可以通过牛顿第二定律进行解释，即物 体受热后，其内部粒子运动加剧，导致物体体积膨胀。
热传导
热量在物体内部或物体间传递的过程。热传导过程中，热量的传递速度与物体的热导率 、温差等因素有关，可以通过牛顿第二定律进行分析。
牛顿第二定律及其应用
牛顿第二定律及其应用牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一，它描述了物体受力后的运动状态。
牛顿第二定律的表述为：物体所受的合力等于质量乘以加速度。
这个简单而又重要的定律，不仅仅是物理学家们研究物体运动的基础，也在日常生活中有着广泛的应用。
首先，让我们来深入探讨牛顿第二定律的含义。
根据定律的表述，我们可以得出一个重要的结论：物体的加速度与它所受的力成正比，与物体的质量成反比。
换句话说，如果一个物体所受的力越大，它的加速度就越大；而如果一个物体的质量越大，它的加速度就越小。
这个结论可以用一个简单的公式来表示：F = ma，其中F表示物体所受的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
牛顿第二定律的应用非常广泛。
首先，它可以用来解释物体的运动。
当一个物体受到外力作用时，根据牛顿第二定律，我们可以计算出物体的加速度，进而推导出物体的速度和位移。
这个过程在工程学中非常重要，例如在设计汽车引擎时，我们需要根据牛顿第二定律来确定引擎的输出功率，以及汽车的加速性能。
其次，牛顿第二定律还可以应用于力学系统的分析。
力学系统是由多个物体组成的，它们之间通过力相互作用。
牛顿第二定律可以帮助我们理解力在系统中的传递和转化。
例如，在弹簧振子系统中，我们可以通过牛顿第二定律来推导出振子的运动方程，从而研究振动的特性和稳定性。
此外，牛顿第二定律还可以应用于力学问题的求解。
在实际问题中，我们常常需要求解物体所受的力或者物体的质量。
通过牛顿第二定律，我们可以通过已知的加速度和力来计算出物体的质量，或者通过已知的质量和加速度来计算出物体所受的力。
这种求解方法在工程计算和实验测量中非常有用。
总之，牛顿第二定律是力学中的基础定律，它描述了物体受力后的运动状态。
通过牛顿第二定律，我们可以解释物体的运动，分析力学系统，以及求解力学问题。
牛顿第二定律的应用广泛而且实用，它不仅仅是物理学家们研究物体运动的工具，也在工程学和日常生活中发挥着重要的作用。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是物理学中的一个重要定律，描述了物体受力时加速度的变化。
它的数学表达式为F = ma，其中F是物体所受合力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
牛顿第二定律在物理学中的应用非常广泛，下面我将详细介绍几个常见的应用。
1. 车辆运动牛顿第二定律在车辆运动中有着广泛的应用。
例如，当一个汽车加速时，发动机产生的力会使汽车产生加速度，加速度的大小取决于发动机产生的力和汽车的质量。
根据牛顿第二定律，F = ma，汽车受到的合力等于汽车的质量乘以加速度，从而可以推导出汽车的加速度。
同样地，当汽车刹车时，刹车产生的力会减小汽车的速度，根据牛顿第二定律，我们可以计算出刹车产生的力和汽车的减速度。
2. 自由落体运动自由落体是指物体在没有受到其他力的影响下自由下落的运动。
根据牛顿第二定律，自由落体运动的加速度只受到地球的引力影响，可以通过F = mg公式计算出来，其中m是物体的质量，g是地球的重力加速度。
由于在自由落体运动中物体所受的合力仅仅是重力，所以根据牛顿第二定律我们可以得到加速度的表达式。
在实际应用中，我们可以通过测量自由落体物体的位移和时间来计算出加速度。
3. 简谐振动简谐振动是指物体在受到恢复力作用下以一定频率在平衡位置附近来回振动的运动。
典型的例子是弹簧振子。
牛顿第二定律在描述简谐振动时也得到了应用。
对于一个弹簧振子，如果以平衡位置为参考点，把弹簧的伸长量或压缩量记为x，则弹簧的恢复力F与伸长量或压缩量x之间满足一个比例关系F = -kx，其中k是弹簧的劲度系数。
根据牛顿第二定律F = ma，我们可以得到描述弹簧振子运动的微分方程。
解这个微分方程可以得到弹簧振子的运动规律。
4. 力学分析牛顿第二定律在力学分析中也经常被应用。
通过将物体受力情况和质量代入牛顿第二定律的公式，我们可以计算物体的加速度。
在分析复杂力作用下的物体运动时，可以将物体受到的各个力分解为它们在不同方向上的分量，然后分别计算每个方向上的合力和加速度。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是牛顿力学中最基础的定律之一，也是应用最为广泛的一条定律。
它描述了物体在受到外力作用下的运动状态，是物理学家研究力学问题的重要基础。
本文将从实际生活中的应用角度，探讨牛顿第二定律的具体应用。
一、汽车行驶过程中的运用在汽车行驶中，牛顿第二定律经常被用来计算车辆的加速度和制动距离。
例如，当汽车受到向前的牵引力时，按照牛顿第二定律的公式，F=ma，可以得出汽车的加速度。
同样的，如果汽车受到向后的制动力时，可以通过牛顿第二定律计算汽车需要的制动距离，以确保安全停车。
二、物体自由落体的运用物体自由落体是牛顿力学中的一个基本问题。
在不考虑空气阻力的情况下，任何物体都会在同样的重力作用下以等加速度自由落体。
这个加速度被称为重力加速度，约等于9.8米/秒^2。
因此，利用牛顿第二定律公式F=ma可以计算出自由落体物体下落的加速度和速度。
三、物体在斜面上运动的运用斜面问题是力学中一个基础问题，也是牛顿第二定律的一个重要应用场景。
当一个物体沿着斜面下滑或爬升时，可以使用牛顿第二定律公式F=ma，分解受到的重力和摩擦力，计算物体的加速度和速度。
跟汽车制动计算一样，这个问题的特别之处在于需要对斜坡的倾斜角度和物体与斜坡之间的摩擦系数等因素进行精细的计算和分析。
四、物体在空气中的运动的运用在空气中运动的物体会受到空气阻力的影响，这时候牛顿第二定律的应用就要考虑到空气阻力的影响。
例如，现代飞机在设计上要考虑到空气阻力和空气动力学特性等问题，确保飞机可以在空气中平稳地运动。
总结：牛顿第二定律是应用最为广泛的牛顿力学定律之一。
在实际生活和工程中，牛顿第二定律被用来描述物体在受到外力作用下的运动状态，计算物体的加速度、速度和运动距离等参数。
在汽车行驶、物体自由落体、斜面运动和空气动力学等领域，牛顿第二定律都有重要的应用价值。
而准确地应用牛顿第二定律，不仅需要熟练掌握相关公式和计算方法，同时也需要细致的分析和判断能力。
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寒假作业4（考查：牛顿第二定律的应用）一、选择题（1-12单选，13-22多选）1．如图，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是( )A. 若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B. 若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C. 若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D. 若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大2．静止在光滑的水平面上的物体，在水平推力F的作用下开始运动，推力F随时间t变化的规律如图所示，则物体在10~t时间内( )A. 速度一直增大B. 加速度一直增大C. 速度先增大后减小D. 位移先增大后减小3．质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块时，其加速度为a，当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度大小为a′，则（）A. 2a>a′B. 2a<a′C. 2a=a′D. 无法确定4．一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图像如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是（）A. 雨滴下落过程中只受重力B. 雨滴下落过程中加速度恒定不变C. 雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力D. 雨滴下落过程中速度随时间均匀增加5．如图所示，在沿平直轨道行驶的车厢内，有一轻绳的上端固定在车厢的顶部，下端拴一小球，当小球相对车厢静止时，悬线与竖直方向夹角为θ，则下列关于车厢的运动情况正确的是( )A. 车厢加速度大小为g tan θ，方向沿水平向左B. 车厢加速度大小为g tan θ，方向沿水平向右C. 车厢加速度大小为g sin θ，方向沿水平向左D. 车厢加速度大小为g sin θ，方向沿水平向右6．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1.5g，B球加速度为gB. A球加速度为1.5g，B球加速度为0C. A球加速度为g，B球加速度为0D. A球加速度为1.2g，B球加速度为g7．如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的动摩擦因数μ，要使物体不致下滑，车厢前进的加速度至少应为（重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）A. μgB. gμC.gμD. g8．如图所示，斜面置于粗糙水平地面上，在斜面的顶角处，固定一个小的定滑轮，质量分别为m1、m2的物块，用细线相连跨过定滑轮，m1搁置在斜面上．下述正确的是（）A. 如果m1、m2均静止，则地面对斜面没有摩擦力B. 如果m1沿斜面向下匀速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力C. 如果m1沿斜面向上加速运动，则地面对斜面有向左的摩擦力D. 如果m1沿斜面向下加速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力9．如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的轻弹簧压向左壁，小车向右加速运动。
若小车向右加速度增大，则小车左壁受物块的压力N 1和小车右壁受弹簧的压力N 2的大小变化是( )A. N 1不变，N 2变大B. N 1变大，N 2不变C. N 1、N 2都变大D. N 1变大，N 2减小10．如图所示，A 、B 两个长方体形物块叠放在光滑水平面上，质量分别为6kg 和2kg ，它们之间的动摩擦因数为0.25．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s 2 ． 现对A 施加水平拉力F ，要保持A 、B 相对静止，F 不能超过（ ）A. 5NB. 16NC. 15ND. 20N11．如图所示，钢铁构件A 、B 叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和B间动摩擦因数为μ1，A 、B 间动摩擦因数为μ2，卡车刹车的最大加速度为a ，μ2g ＞a ＞μ1g ，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在s 0距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过（ ）02as 102gs μ202gs μ()120gs μμ+12．一物块放在倾角为30°的粗糙的斜面上，斜面足够长，物块受到平行斜面向上的拉力作用，拉力F 随时间t 变化如图甲所示，速度随时间t 变化如图乙所示，由图可知(g 取10m/s 2)，下列说法中正确的是( )A. 物体的质量为1.0kgB. 0～1s 物体受到的摩擦力为4NC. 物块与斜面间的动摩擦因数为73D. 若撤去外力F ，物体还能向上运动2m13．如图所示，一折杆固定在小车上，∠A ＝θ，B 端固定一个质量为m 的小球，设小车向右的加速度为a ，AB 杆对小球的作用力大小为F ，则下列说法正确的是:A. 当a ＝0时，F ＝cos mg θ，方向沿AB 杆 B. 当a ＝g tan θ时，F ＝cos mg θ，方向沿AB 杆 C. 无论a 取何值，F 都等于m 22g a +，方向都沿AB 杆D. 无论a 取何值，F 都等于m 22g a +，方向与AB 杆所在直线无关14．如图所示，固定在地面上的斜面足够长，其倾角为30°，用平行于斜面向上F=16N 的力作用在质量为2kg 的物块上，物块恰好沿斜面匀速上滑，若g 取10m ／s 2，物块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。
则下列说法中正确的是( )A. 在撤去力F 的瞬间，物块所受摩擦力方向不变B. 在撤去力F 的瞬间，物块的加速度大小为8m/s 2C. 物块与斜面间的动摩擦因数等于0.4D. 撤去力F 后，物体最终将静止在斜面上15．如图甲，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v —t 图象如图乙所示。
若重力加速度210/g m s =，则 A. 斜面的长度L =4m B. 斜面的倾角30θ=C. 物块的质量m =1kgD. 物块与斜面间的动摩擦因数3μ= 16.在光滑水平面上有一个质量为m =1kg 的小球，小球的一端与水平轻弹簧连接，另一端与不可伸长的轻绳相连，轻绳与竖直方向成45°角，如图所示。
小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，(取g =10m/s 2)，则剪断细绳的瞬间( )A. 此时弹簧的弹力大小为102NB. 小球加速度的大小为2102m/sC. 小球加速度的大小为210m/sD. 小球受到的合力方向水平向左17．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k ，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A 相连．两物块A 、B 质量均为m ，初始时均静止．现用平行于斜面向上的力F 拉动物块B ，使B 做加速度为a 的匀加速运动，A 、B两物块在开始一段时间内的v -t 关系分别对应图乙中的A 、B图线（t 1时刻A 、B 的图线相切，t 2时刻对应A 图线的最高点），重力加速度为g ，则（ ）A. t 2时刻，弹簧处于原长状态B. t 1时刻，弹簧型变量为sin mg ma kθ+ C. 从开始到t 2时刻，拉力F 逐渐增大 D. t =0时刻，拉力满足F =2ma18．如图所示，质量分别为m 1、m 2的两个物体A 、B 用一根质量不计的细绳相连接，在恒力F的作用下，在水平面上运动(两物体与水平面之间的动摩擦因数相同，则以下对细绳中的拉力F T 的说法正确的是( )A. 不管水平面是粗糙还是光滑的，F T 的大小都一样大B. 水平面粗糙时F T 的大小比水平面光滑时大C. 水平面粗糙时F T 的大小比水平面光滑时小D. F T 的大小与F 大小有关19．如图所示，大三角劈C 置于粗糙水平面上，小三角劈B 置于斜面上，B 的上面又放一个小木块A ，在A 、B 一起共同加速下滑的过程中，C 静止不动，下列说法正确的是（ ）A. 木块A 受到方向向左的摩擦力B. 木块A 对B 的压力小于A 的重力C. B 与C 之间的滑动摩擦系数tan μθ<D. 水平地面对C 没有摩擦力作用20．如图所示，质量为m 的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，现对小球同时施加水平向右的恒力F 0和竖直向上的力F ，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F 大小始终与小球的速度成正比，即F ＝kv （图中未标出），已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，下列说法中正确的是（ ）A. 小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动B. 小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止C. 小球的最大加速度为F 0/mD. 小球的最大速度为0F mg k μμ+21．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行。
初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v －t 图象(以地面为参考系)如图乙所示。
已知v2>v1，则( )A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直不变D. 0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用二、计算题（请自备白纸书写计算题步骤．．．．．．．．．．．．）22．如图所示，物体的质量m=4kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2，在倾角为37°，F=10N的恒力作用下，由静止开始加速运动，当t=5s时撤去F，求：（1）物体做加速运动时加速度a的大小；（2）5s末物体的速度大小；（3）撤去F后，物体还能滑行多长时间；23．滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下．为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速．为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车摩擦变大匀速下滑至底端B点，在水平滑道上继续滑行直至停止．已知游客和滑沙车的总质量m=70kg，倾角θ=37°，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．(1)游客匀速下滑时的速度大小．(2)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多大的水平制动力？24．质量为m的小物块（可视为质点），放在倾角为θ、质量为M的斜面体上，斜面体的各接触面均光滑。
（1）如图（甲）所示，将斜面体固定，让小物块从高度为H的位置由静止下滑，求小物块的加速度大小及滑到斜面低端所需的时间。
（2）如图（乙）所示，对斜面体施加一水平向左的力F，可使m和M处于相对静止状态，一起向左做加速运动，求水平力F的大小。