高中物理 专题、牛顿第二定律(实验定律)
高中物理知识点牛顿第二定律
高中物理知识点牛顿第二定律
高中物理知识点牛顿第二定律
漫长的学习生涯中，说起知识点，应该没有人不熟悉吧？知识点是知识中的最小单位，最具体的内容，有时候也叫“考点”。掌握知识点是我们提高成绩的关键！下面是店铺收集整理的高中物理知识点牛顿第二定律，仅供参考，欢迎大家阅读。
一、内容分析
1．内容与地位
在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系．理解牛顿运动定律”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用．在过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体会科学的研究方法――控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣。
2．教学目标
（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程。
（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用。
（3）体验探究物理规律的乐趣。
（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力。
3．教学重点、难点
引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点。
高中物理教案：牛顿第二定律的实验验证 (2)
高中物理教案：牛顿第二定律的实验验证
一、实验简介
牛顿第二定律是物理学中非常重要的基本定律之一，也是力学的基础。通过实
验进行的验证能够帮助学生更好地理解和掌握这一定律的概念和实际应用。
二、实验目的
本实验旨在验证牛顿第二定律，即物体所受合外力等于物体质量和加速度乘积
的关系，加深学生对这一定律的理解，并培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
三、实验器材
1.小车：一个带有光滑水平轨道的小车，可以通过脉冲法测量小车的加速度。
2.配重盘：用于改变小车的质量。
3.弹簧：用于施加外力于小车上。
四、实验步骤
1.准备工作：
a.将小车放置在水平轨道上，并保证轨道光滑无阻力。
b.确定小车的初始位置，并保持不动。
c.将配重盘挂在小车上，使得小车的质量增加到所需数值，通过称重器测量质量。
2.实验操作：
a.在小车上安装弹簧，保证它能够施加一个合适的外力。
b.从小车的初始位置开始，用手推动小车，使其获得一个初始速度。
c.记录小车在不同位置的加速度数据，以及实际施加在小车上的外力的数值。
d.重复以上操作4-5次，以获得准确的数据。
3.实验数据处理：
a.通过脉冲法测量小车的加速度。根据小车在不同位置的时间间隔和位移计算加速度值。
b.将测得的加速度数据绘制成图表，以直观地分析数据的变化趋势。
c.使用线性回归方法拟合数据，得到斜率k值，代表小车质量与加速度的乘积。
五、实验结果与分析
通过实验操作和数据处理，得到了一系列关于小车质量、外力和加速度的数据。根据线性回归所得的斜率k值，我们可以验证牛顿第二定律。根据牛顿第二定律公式F=ma，加速度与外力成正比，质量与加速度成反比。实验结果符合这一理论，
高中物理验证牛顿第二定律(实验)优秀课件
例 2 （多选）在验证牛顿第二定律的实验中，以下说法正确的 是( )
A.平B衡D摩擦力时，重物应用细线通过定滑轮系在小车上
B.实验中始终保持小车和砝码的质量远远大于重物的质量 C.实验中如果用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内 砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速 度与质量成反比
标出一个计数点,而相邻计数点间的时间间隔为T=0.1
s.
例题讲解
【例1】在探索a与F、m关系的实验中备有以 下器材：
A．打点计时器；B．天平；C．秒表；D．低 压交流电源；E．电池；F．纸带； G．细绳、 砝码、小车、砂和桶。 其中多余的器材是_____C__E________． 缺少的器材是_附__有_定__滑__轮__的__长_木__板__、__刻__度__尺_．
4.改变拉力和小车与砝码质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计 时器,并应先接通电源,再放开小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.
5.作图象时,要使尽可能多的点在所作直线上,不在直线上的点应尽可 能对称分布在所作直线两侧. 6.作图时两轴标度比例要选择适当.各量须采用国际单位.这样作图线 时,坐标点间距不至于过密或过疏,误差会小些. 7.为提高测量精度 (1)应舍掉纸带上开头比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个 起点. (2)可以把每打五次点的时间作为时间单位,即从开始点起,每五个点
高中物理必修一 牛顿第二定律 (含练习解析)
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．
高中物理牛顿第二定律实验
-
源自文库
1 实验目的 3 实验步骤 5 实验结果与分析
2 实验装置与材料
4
实验注意事项
6 结论与讨论
1
实验目的
实验目的
本实验的目的是验证牛顿第二定律，即力、质量和加速 度之间的关系。通过实验，我们可以得出以下公式 F = ma 其中，F 代表力，m 代表质量，a 代表加速度
符合牛顿第二定律
在轨道的一端安装力传感器： 另一端放置重物。将小车放 在轨道上，并连接到加速度
传感器
在实验中：我们可以改变小 车受到的力(通过改变重物 的质量)或者改变小车的质 量(通过添加或减少重物)，
然后观察加速度的变化
分析实验数据：根据牛顿第 二定律计算出每次实验的力、
质量和加速度之间的关系
4
重要的意义
结论与讨论
在未来的研究中，我们可以 进一步探索牛顿第二定律的 适用范围和局限性。例如， 在极端情况下(如接近光速的 速度或者高重力环境)，这个 定律是否仍然适用？此外， 我们也可以研究其他物理量 (如能量、动量等)与力、质 量和加速度之间的关系。这 些研究将有助于我们更深入 地理解物理学中的基本原理
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感谢您的观看
为了进一步验证这个结论，我们可以对实验数据进行拟合，得出力、质量 和加速度之间的线性关系系数。如果实验数据符合这个系数，那么就说明 我们的实验结果是准确的。如果不符合这个系数，那么我们需要重新考虑 实验的误差来源，并重新进行实验
牛顿第二定律实验原理
牛顿第二定律实验原理
牛顿第二定律是经典力学中的重要定律，它描述了物体的加速度与作用力之间的关系。在这篇文档中，我们将讨论牛顿第二定律的实验原理，以及如何通过实验来验证这一定律。
首先，让我们来回顾一下牛顿第二定律的数学表达式，F=ma。其中，F代表物体所受的净外力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。这个公式表明，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。换句话说，当作用在物体上的净外力增加时，物体的加速度也会增加；而当物体的质量增加时，其加速度则会减小。
为了验证牛顿第二定律，科学家们设计了许多实验。其中一个经典的实验是通过斜面上的滑块实验。在这个实验中，我们可以通过测量滑块在斜面上的加速度，来验证牛顿第二定律的成立。
实验的步骤如下，首先，我们需要准备一个光滑的斜面，并在斜面上放置一个滑块。然后，我们可以通过斜面上的刻度尺来测量滑块的位移，以及通过计时器来测量滑块在斜面上的运动时间。接下来，我们可以利用位移和时间的数据来计算滑块的平均速度，进而求得滑块的加速度。
在实验过程中，我们可以通过改变滑块所受的外力（如斜面的
倾角、斜面上的摩擦力等），来观察滑块的加速度的变化。通过实
验数据的分析，我们可以验证牛顿第二定律的成立，当施加在滑块
上的外力增加时，滑块的加速度也会增加；而当滑块的质量增加时，其加速度则会减小，符合F=ma的数学关系。
除了斜面上的滑块实验，还有许多其他实验也可以用来验证牛
顿第二定律，比如通过拉力计实验、通过弹簧测力计实验等。这些
实验都为我们提供了丰富的实验数据，从而验证了牛顿第二定律在
物理,牛顿第二定律
牛顿第二定律及其应用
我们在学习力的过程中深感有两种力——弹力和静摩擦力有时难以分析确定，这绝不是我们没有学好或质疑我们的能力，当我们掌握了牛顿第二定律后，你的困惑就会迎忍而解！
一、牛顿第二定律
牛顿通过大量定量实验研究总结出：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，加速度的方向和合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。其数学表达式为： m
F k a '=；或a m k F ⋅= 牛顿第二定律是描述力的作用效果的，在使用过程中，建议关注如下“五性”：
1、单位统一性：只有选用质量的单位为千克、加速度的单位为米/秒
2、力的单位为牛顿（使1千克的物体产生1米/秒2的加速度的力规定为1牛顿）时，上式中的比例系数k 才是1，故使用F=ma 时，单位一定要统一在SI 制中。
2、矢量性：合外力F 是使物体产生加速度a 的原因，反之，a 是F 产生的结果，故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致，反之亦然。应用牛顿第二定律列方程前务必选取正方向。
3、等值不等质性：虽然ma=F ，但ma 不是力，而是反映物体状态变化情况的；虽然a F m /=，但a F /仅仅是度量物体质量大小的方法，m 与F 或a 无关。
例题1、如图所示的小车上装有轻质杆ABC ，当小车以加速a 水平
向左运动时杆C 端对小球的作用力为：
A ．ma
B ．mg/sin θ
C ．mg/cos θ
D ．22g a m + 【解析】小球受竖直向下的重力和杆对小球的弹力（方向不一定
沿杆）作用，据牛顿第二定律的等值性和矢量性知：这两个力的合力大
辽宁省大连铁路中学高中物理 第四章 专题二 牛顿第二定律(实验定律)知识梳理复习
辽宁省大连铁路中学高中物理复习第四章专题二牛顿第二定律
〔实验定律〕
◎知识梳理
1. 定律内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力F
成正比，跟物体的质量m成反比。
合
2. 公式：F ma
合
理解要点：
是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；
①因果性：F
合
②方向性：a与F
都是矢量,，方向严格一样；
合
③瞬时性和对应性：a为某时刻物体的加速度，F
是该时刻作用在该物体上的合外力。
合
○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。
◎例题评析
【例2】如图，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、合外力的变化情况是怎样的?
【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系，
当a与v同向时,v增大；当a与v反向时，v减小；而a由合外力决定，所以
此题要分析v,a的大小变化，必须先分析小球的受力情况。
小球接触弹簧时受两个力的作用：向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段，重力大于弹力，小球合力向下，且不断变小(因为F合=mg-kx，而x增大)，因而加速度减小(因为a=F/m)，由于v方向与a同向，因此速度继续变大。
当弹力增大到大小等于重力时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大。
之后，小球由于惯性继续向下运动，但弹力大于重力，合力向上，逐渐变大(因为F=kx-mg=ma)，因而加速度向上且变大，因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点，以后将被弹簧上推向上运动。
综上分析得：小球向下压弹簧过程，F方向先向下后向上，先变小后交大；a方向先向下后向上，大小先变小后变大；v方向向下，大小先变大后变小。
高中物理：实验验证牛顿第二定律
高中物理：实验验证牛顿第二定律
【知识点的认识】
验证牛顿运动定律
一、实验目的
1．学会用控制变量法探究加速度a与力F、质量M的关系．
2．掌握灵活运用图象处理问题的方法．
3．掌握利用图象处理数据的方法．
二、实验原理
本实验中，探究加速度a与力F、质量M的关系，可以先保持F不变，研究a和M的关系，再保持M不变，研究a和F的关系．
三、实验器材
一端有定滑轮的长木板、低压交流电源、复写纸片和纸带、小车、小盘、电磁打点计时器、天平、砝码、刻度尺、导线．
四、实验步骤
1．用天平测出小车的质量M和盘的质量m0，把数值记录下来．
2．把实验器材安装好．
3．平衡摩擦力：在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板，反复移动其位置，直至不挂盘和重物的小车刚好能在斜面上保持匀速直线运动为止．
4．将盘和重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，使小车运动，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码．
5．保持小车的质量不变，改变盘中重物的质量，重复步骤4，每次记录必须在相应的纸带上做上标记，将记录的数据填写在表格内．
6．建立坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示力，在坐标系中描点，画出相应的图线，探究a与F的关系．
7．保持盘和重物的质量不变，改变小车的质量（在小车上增减砝码），探究a与M的关系．
【解题方法点拨】
一．实验原理与实验操作
1．实验原理
本实验利用重物通过细线牵引小车做加速运动的方法研究加速度a与力F、质量M的关系．实验时采用控制变量法，共分两步研究：第一步保持小车的质量不变，改变盘和重物的质量，测出相应的a，验证a与F的关系；第二步保持盘和重物的质量不变，改变M的大小，测出小车运动的加速度a，验证a与M的关系．实验应测量的物理量：
高中物理--牛顿第二定律
它们都处于力平衡状态，因此满足条件，
T ＝mBg
T′＝mAg＋T＝(mA＋mB)g
细线剪断的瞬来自百度文库，拉力T′消失，但弹簧仍暂时保持着原来的
拉伸状态，故B球受力不变，仍处于平衡状态。所以，B的加
速度aB＝0，而A球则在重力和弹簧的弹力作用下，其瞬时加 速度为：
答案选C。
三、临界问题的分析与求解
在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运 动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状 态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好” 等词语时，往往会有临界现象，此时要采用极 限分析法，看物体在不同的加速度时，会有哪 些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件。
2、控制F相同，探讨加速度a与m的关系
牛顿第二定律实验
牛顿第二定律实验
牛顿第二定律是经典力学中的一个基本定律，描述了力对物体运动
状态的影响关系。它可以表达为：当作用在一个物体上的力F产生加
速度a时，物体的质量m与加速度a之间存在着直接正比的关系，即F = ma。
为了验证牛顿第二定律，我们可以进行一系列实验。首先，我们需
要准备实验所需的材料和装置。实验中常使用的材料包括弹簧、滑轮、轻质绳子、各类质量不同的物体等。
接下来，我们需要设计实验的过程。一种常见的实验方法是通过测
试物体在不同受力下的加速度来验证牛顿第二定律。具体操作如下：
1. 将弹簧固定在一个水平桌面上，并将一端绑在一个铁块上。
2. 通过滑轮和绳子，将另一端的弹簧连接到另一个铁块上，使绳子
拉直。
3. 测量铁块的质量m，设定一个初始拉力F（如使用质量砝码）。
4. 用手将铁块拉开一段距离，然后放手让弹簧回到平衡位置，并开
始计时。
5. 在一定时间范围内记录铁块回到平衡位置所经过的时间t，并重
复多次实验得到平均值。
6. 根据平均回归时间t和质量m计算加速度a，通过牛顿第二定律
的公式F = ma，计算出受力F。
7. 通过改变初始拉力F或改变质量m，多次重复实验，得出多组加
速度a和受力F的关系。
通过上述实验证明，我们可以不断重复实验，获得多组加速度a和
受力F的数据。如果数据的关系符合牛顿第二定律的F = ma公式，那
么就验证了牛顿第二定律。
这个实验的应用非常广泛。在工程领域，牛顿第二定律被广泛用于
设计各种机械系统，例如汽车、火箭等。通过控制受力以及利用牛顿
第二定律来计算加速度，工程师可以设计出更高效的机械系统。
高中物理第四章牛顿运动定律4.3牛顿第二定律2课件新人教版必修
【归纳总结】 1.应用牛顿运动定律的常用方法： (1)合成法。 若物体只受两个力作用而产生加速度时,根据牛顿第二定律可知,利用 平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向。特别是 两个力互相垂直或相等时,应用力的合成法比较简单。
(2)正交分解法。 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法。通 常是分解力,但在有些情况下分解加速度更简单。 ①分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方 向分解,则F合x=ma(沿加速度方向),F合y=0(垂直于加速度方向)。 ②分解加速度：当物体受到的力相互垂直而加速度不在这两个方向上 时,沿这两个相互垂直的方向分解加速度,再应用牛顿第二定律列方程 求解,则F合x=max,F合y=may(ax、ay分别为加速度a沿x、y坐标轴的分量)。
主题1 牛顿第二定律 研读教材·自主认知
1.牛顿第二定律： (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_正__比__,跟它的质量 成_反__比__,加速度的方向跟作用力的方向_相__同__。 (2)表达式：F=_m_a_,其中F为物体所受的_合__力__。
2.力的单位： (1)公式F=ma成立的条件：单位必须统一为_国__际__单位制中相应的单 位。 (2)力的国际单位：国际单位制中,力的单位是_牛__顿__,符号是_N_,使质 量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,称为1N,即1N=_1_k_g_·__m_/_s_2 。
牛顿第二定律
分析 应先求出合力F合.然后用牛顿第二定律求出加 速度. 解法一：受力分析如图，可知 F1 F合=2F1cos60°
F合 2 F1 cos600 2 a 5m/s m m
加速度的方向两个力的方向 的夹角都是600
600
F合
F2
解法二：建立坐标系，把力F1和F2分 y 别沿x轴和y轴的方向分解. F1x=F1cos60°，F1y=F1sin60° F1 F2x=F2cos60°，F2y=F2sin60° F1y F1y和F2y大小相等，方向相反， 相互抵消.F1x和F2x的它们的合力 就等于力F1和F2的合力，即 600 F1x F合=F1x+F2x o 600 F2x =F1cos60°+F2cos60° =10N. 由F合=ma得: F 10N 合 a 5m / s 2 F1y m 5kg F2
学习活动二：力的单位
• 阅读课本75页，力的单位部分 ，然后回答下面的 问题 1.通过牛顿第二定律的理解，找出如何定义力的单 位的？ 1N定义：使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力 • 叫做1N。
即 1N 1kg.m / s 2
• 学以致用二：
• 利用所学的知识证明重力加速度g和重力中 的g是同一个物理量?
FN
FN
F阻 F
F阻
G 汽车减速时受力情况
G 汽车重新加速时的受力情况
牛顿第二定律(解析版)
牛顿第二定律
1．解题步骤：
（1）确定研究对象，进行受力分析，画受力图。 （2）建立XOY 坐标系，将各个力进行正交分解。 （3）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。 （4）统一单位，求解方程，对结果进行讨论。
力 加速度 运动
∑F=ma a =
t V V t 0- 2
022t t
V s a -= s V V a t 22
02
-= 2T
s
a ∆=
2.牛顿第二定律要点
（1）牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
（2）牛顿第二定律是实验定律，实验采用“控制变量法”进行研究。 （3）对牛顿第二定律的理解
①矢量性：牛顿第二定律是一个矢量方程，加速度与合外力方向一致．
②瞬时性：力是产生加速度的原因，加速度与力同时存在、同时变化、同时消失．
③独立性：当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其它力无关，这些加速度的矢量和即物体运动的加速度． ④同体性：公式
中，质量、加速度和合外力均应对应同一个物体（系统）.
1．超重和失重：
超重：加速度方向向上（加速向上或减速向下运动） 失重：加速度方向向下（加速向下或减速向上运动） 2.超重、失重和完全失重的比较
ma
F =合
超重现象失重现象完全失重现象概念
物体对支持物的压力(或
对悬挂物的拉力)□05大于
物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或
对悬挂物的拉力)□06小于
物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或
对悬挂物的拉力)□07等于
零的现象产生
条件
物体的加速度方向□08竖
直向上
物体的加速度方向□09竖
牛顿第二定律专题(含经典例题)
牛顿第二定律专题
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，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和.
3.牛顿第二定律的分量式：ΣFx=max，ΣFy=may
[特别提醒]：F是指物体所受到的合外力，即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系，即有合外力就有加速度，没有合外力就没有加速度.
【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F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO'沿杆方向）
【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.
实验：牛顿第二定律(高考必考物理实验)
③mg，用则米小尺车测所量受A的1相合对外于力AF2＝的_高_m_hg_。h_/_设_s_小。车所受重力为
④ 改变 斜面倾角（或填h的数值） ，重复上述测量。 ⑤ 以h为横坐标， 1 / t2 为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一
条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它 所受的合外力成正比”这一规律。
定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、
小车、计时器一个、米尺。
填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑
摩擦力的影响）：
① 让小车自斜面上方一固定点A1
从静止开始下滑至斜面底端A2，
A1
记下所用的时间t
A2
② 用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度
a=_____2_s_/_t__2 __。
七、注意事项
小试牛刀 1.图 15－1 是某同学做验证牛顿第二定律的实验时 正要打开电源进行实验的情况．指该同学的几个错误．
解析 (1)未平衡摩擦力； (2)应使用低压交流电源； (3)拉小车的细线应与木板平行； (4)小车应靠近打点计时器；(5)打点计时器应置于木板右端
小试牛刀2.（1）在探索a与F、m关系的实验中备有下列器材： A．打点计时器；B．天平；C．秒表；D．低压交流电源；E．电
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作业布置： 创新实验3：复习讲义73页第6题 创新实验4：复习讲义72页考点三例3
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二、牛顿第二定律（实验定律）
◎知识梳理
1. 定律内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量m成反比。
2. 公式：
理解要点：
①因果性：F
是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消合
失；
②方向性：a与都是矢量,，方向严格相同；
③瞬时性和对应性：a为某时刻物体的加速度，是该时刻作用在该物体上的合外力。
○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。
◎例题评析
【例2】如图，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、合外力的变化情况是怎样的?
【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系，
当a与v同向时,v增大；当a与v反向时，v减小；而a由合外力决定，所以
此题要分析v,a的大小变化，必须先分析小球的受力情况。
小球接触弹簧时受两个力的作用：向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段，重力大于弹力，小球合力向下，且不断变小(因为F合=mg-kx，而x增大)，因而加速度减小(因为a=F/m)，由于v方向与a同向，因此速度继续变大。
当弹力增大到大小等于重力时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大。
之后，小球由于惯性继续向下运动，但弹力大于重力，合力向上，逐渐变大(因为F=kx-mg=ma)，因而加速度向上且变大，因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点，以后将被弹簧上推向上运动。
综上分析得：小球向下压弹簧过程，F方向先向下后向上，先变小后交大；a方向先向下后向上，大小先变小后变大；v方向向下，大小先变大后变小。
【注意】在分析物体某一运动过程时，要养成一个科学分析习惯，即：这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程，中间是否存在转折点，如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点，以这个转折点分为两个阶段分析。
【例3】如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上．，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态，现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。
【分析与解答】
剪断线的瞬间，，T2突然消失，物体即将作圆周运动，所以其加速度方向必和L1垂直，L1中的弹力发生突变，弹力和重力的合力与L1垂直；可求出瞬间加速度为a=gsinθ。
(2)若将图中的细线L1，改变为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与例3相同吗？
【说明】 (1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生，
同时变化，同时消失，分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时
前后的受力情况及其变化。
(2)明确两种基本模型的特点。
A．轻绳不需要形变恢复时间、在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值。 B．轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大小方向均不变。
【例4】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.ON，下顶板的传感器显示的压力为10.ON，g取10m/s2
(1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。
(2)要使上顶板传感器的示数为O，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?
【分析与解答】以金属块为研究对象，设金属块的质量为m，根据牛顿第二定
律，有F2+mg-F1=ma
解得m=O.5kg
(1)由于上顶板仍有压力，说明弹簧的长度没有变化，因此弹簧弹力仍为
lO.ON，可见上顶板的压力是5N，设此时的加速度为a1，根据牛顿第二定律，有
F1-F1/2-mg=ma l，
即得a1=O，即此时箱静止或作匀速直线运动。
(2)要想上顶板没有压力，弹簧的长度只能等于或小于目前的长度，即下顶
板的压力只能等于或大干10.ON，这时金属块的加速度为a2，应满足
ma2≥10.O-mg．
得a2≥10m/s2，即只要箱的加速度为向上，等于或大于10m/s2(可以向上作加速运动，也可以向下作减速运动)，上顶板的压力传感器示数为零。
【说明】利用传感器可以做很多的物理实验，当然传感器的种类多种多样，以后我们还会遇到。
【例5】如图所示，质量为m的入站在自动扶梯上，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θ．求人受的支持力和摩擦力。
【分析与解答】题中人对扶梯无相对运动，则人、梯系统的加速度(对地)
为a，方向与水平方向的夹角为θ斜向下，梯的台面是水平的，所以梯对人
的支持力N竖直向上，人受的重力mg竖直向下。由于仅靠N和mg不可能产
生斜向下的加速度，于是可判定梯对人有水平方向的静摩擦力，。
解法1 以人为研究对象，受力分析如图所示。因摩擦力f为待求．且
必沿水平方向，设水平向右。为不分解加速度a，建立图示坐标，并
规定正方向。
X方向 mgsinθ-Nsinθ-fcosθ=ma
Y方向 mgcosθ+fsinθ-Ncosθ=0
解得：N=m(g-asinθ) f=-macosθ
为负值，说明摩擦力的实际方向与假设相反，为水平向左。
解法二：
将加速度a 沿水平方向与竖直方向分解，如图a x =acos θ a y =asin θ
水平方向：f=ma x =macos θ
竖直方向：mg-N=ma y =masin θ
联立可解得结果。
【例6】如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A 物体，A 被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A 被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是（ ）
A. 加速下降
B. 减速上升
C. 匀速向右运动
D. 加速向左运动
1. ABD
【分析与解答】：木箱未运动前，A 物体处于受力平衡状态，受力情况：重力mg 、箱底的支持力N 、弹簧拉力F 和最大的静摩擦力f m （向左），由平衡条件知：
mg N F f m ==，
物体A 被弹簧向右拉动（已知），可能有两种原因，一种是弹簧拉力F f m >'（新情况下的最大静摩擦力），可见f f m m >'，即最大静摩擦力减小了，由f N m =μ知正压力N 减小了，即发生了失重现象，故物体运动的加速度必然竖直向下，由于物体原来静止，所以木箱运动的情况可能是加速下降，也可能是减速上升，A 对B 也对。
另一种原因是木箱向左加速运动，最大静摩擦力不足使A 物体产生同木箱等大的加速度，即μμmg kx ma mg +=>的情形，D 正确。
匀速向右运动的情形中A 的受力情况与原来静止时A 的受力情况相同，且不会出现直接由静止改做匀速运动的情形，C 错。
[总结].应用牛顿第二定律解题的步骤
(1)选取研究对象：根据题意，研究对象可以是单一物体，也可以是几个物体组成的物体系统。
(2)分析物体的受力情况
(3)建立坐标
①若物体所受外力在一条直线上，可建立直线坐标。
②若物体所受外力不在一直线上，应建立直角坐标，通常以加速度的方向为一坐标轴，然后向两轴方向正交分解外力。
(4)列出第二定律方程
(5)解方程，得出结果