牛二应用
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。
高中物理教案牛顿第二定律的应用
高中物理教案牛顿第二定律的应用高中物理教案牛顿第二定律的应用引言：牛顿第二定律是力学中最基本且重要的定律之一，它描述了物体受力后的运动状态。
本教案将重点介绍牛顿第二定律在高中物理中的应用，帮助学生深入理解定律的概念并掌握应用方法。
教学目标：1. 了解牛顿第二定律的基本原理和公式表达；2. 掌握应用牛顿第二定律解决物体运动问题的方法；3. 培养学生分析、推理和解决问题的能力。
教学内容：一、牛顿第二定律的原理牛顿第二定律表明，物体所受的合外力等于质量乘以加速度，即 F = ma，其中 F 代表合外力，m 代表物体的质量，a 代表物体的加速度。
该定律着重强调了力与加速度之间的数量关系。
二、应用实例讲解1. 自由落体运动自由落体运动是一个常见的物理现象，根据牛顿第二定律可以计算自由落体过程中物体的速度和位置。
以一个自由下落的物体为例，假设质量为 m，下落加速度为 g，可以利用牛顿第二定律得到 F = mg。
由于在自由落体过程中只有重力作用，所以 F 即为物体所受的重力。
2. 斜面上的物体滑动当一个物体位于倾斜角度为θ 的斜面上时，可以使用牛顿第二定律解决物体滑动的问题。
在斜面上，物体受到重力和斜面的支持力，根据平行和垂直分解的原理，可以得到物体在斜面上的加速度。
利用牛顿第二定律，可以通过计算合外力来解决物体滑动问题。
3. 弹簧振子弹簧振子是一个常见的周期性振动系统，可以利用牛顿第二定律来分析和计算振子的周期和频率。
通过施加质量和弹簧常数，可以计算振子的加速度，并由此推导出振子的周期公式。
三、示例题解析1. 题目一：一个质量为 2 kg 的物体受到一个 10 N 的力，求物体的加速度。
解析：根据牛顿第二定律 F = ma，将已知量代入公式，即可求得加速度 a = F / m = 10 N / 2 kg = 5 m/s²。
2. 题目二：如果一个质量为 5 kg 的物体位于一个倾斜角度为 30°的斜面上，斜面上的摩擦力为 20 N，求物体的加速度。
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。
牛顿第二定律的应用(很全_自己上课用)
a
5.如图所示，质量为m的小 球用细绳挂在倾角为37°的 光滑斜面顶端，斜面静止时， 绳与斜面平行，现斜面向左 加速运动。 (1)当a1=g时，细绳对 小球的拉力多大？ (2)当a2=2g呢？
Tcosθ－Nsinθ=ma Tsinθ+Ncosθ=mg解得 T=mgsinθ+macosθ 当a1=g时，T1=1.4mg；当a2=2g时， T2=2.2mg
F
m1 m2 FN1
[m1]
F1
m1g FN2
F
联立（1）、（2）可得
m2F F1 = m1 m 2
[m2]
F1
m2g
例题1:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静 止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向 右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1 [ 解法二 ]： 对m1、m2视为整体作受力分析
一条轻弹簧上端固定在 天花板上,下端连接一物 体A,A的下边通过一轻绳 连接物体B.A,B的质量相 同均为m,待平衡后剪断 A,B间的细绳,则剪断细 绳的瞬间,物体A的加速 度和B的加速度?
A
B
如图,两个质量均 为m的重物静止,若 剪断绳OA,则剪断 瞬间A和B的加速度 分别是多少?
0
A
B
质量皆为m的A,B两球之间系 着一个不计质量的轻弹簧,放 在光滑水平台面上,A球紧靠墙 壁,今用力F将B球向左推压弹 簧,平衡后,突然将力F撤去的 瞬间A,B的加速度分别为多 少？.
m
θ
• 2．如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个 物体，物体与壁间的静摩擦因数μ＝0.8，要使物 体不致下滑，车厢至少应以多大的加速度前进？ （g＝10m/s2）
120927 牛二的应用
1、超重、失重 2、整体法和隔离法 3、滑块与木板模型
一、超重、失重
1.下列哪个说法是正确的（
） A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处 于失重状态 B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于 失重状态 C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内 处于超重状态 D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重 状态
A
v0 B
课时跟踪检测九 241页第6题
6. 质量为m0＝20 kg、长为L＝5 m的木板放在水平面
上，木板与水平面的动摩擦因数为μ1＝0.15。将质量 m＝10 kg的小木块(可视为质点)，以v0＝4 m/s的速 度从木板的左端被水平抛射到木板上，小木块与木 板面的动摩擦因数为μ2＝0.4(最大静摩擦力等于滑动 摩擦力，g＝10 m/s2)。则以下判断中正确的是 A．木板一定静止不动，小木块不能滑出木板 B．木板一定静止不动，小木块能滑出木板 C．木板一定向右滑动，小木块不能滑出木板 D．木板一定向右滑动，小木块能滑出木板
水平面上，B与水平面的动摩擦因素为μ，用向右
的拉力F拉B，A、B相对静止，并一起向右匀加速
运动，求A受到的摩擦力
A B
F
F 不能超过多大，两物体才不会发生相对滑动？
【变形】质量分别为m、M的A、B两物体叠放在
倾角为θ的斜面上，B与斜面的动摩擦因素为μ，用
始终平行于斜面的力F拉B，A、B保持相对静止，
整体法：两个物体运动情况相同时，可看作
一个整体去分析（内力相互抵消，可忽略内 力只分析外力） 隔离法：要分析某个物体受到的某个力时必 须单独分析一个物体；或两个物体运动情况 不同时，必须单独分析每个物体。 在许多题目中，经常要交替使用整体法和隔 离法
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)。
牛顿第二定律应用整体法隔离法
适用范围
系统内各物体间相互作用力较小，可忽略不计的 情况。 需要分析系统内各物体运动状态的情况。
需要对系统内各物体进行逐一分析的情况。
实例分析
分析一个由滑轮和重物组成的简 单机械系统，当重物被提升时， 分析滑轮和重物的加速度大小和
方向。
分析一个由斜面和滑块组成的简 单机械系统，当滑块沿斜面下滑 时，分析斜面和滑块的加速度大
当系统中的各个物体之间的相互作用 力和加速度关系较为简单时，也可以 使用隔离法进行分析。
实例分析
两个物体在光滑水平面上做匀加速运动，通过整体法可以求 出整体的加速度，再根据牛顿第二定律求出物体之间的相互 作用力。
一个斜面静止在水平面上，斜面上放一个物体，通过整体法 可以求出斜面的支持力和摩擦力，再根据牛顿第二定律求出 物体的重力。
03
隔离法应用
定义与特点
定义
隔离法是牛顿第二定律在分析系统内各物体运动状态时常用的一种方法，即将系统中的物体逐一隔离出来，单独 分析其运动状态，再根据牛顿第二定律列出相应的方程。
特点
隔离法能够将复杂的系统问题简化为多个简单的问题，便于理解和分析。同时，隔离法能够避免对系统整体进行 分析，简化计算过程。
轨道调整
卫星在运行过程中可能需要进行轨道调整，以应对外部干扰因素，如太阳辐射压和地球 引力扰动等。这些调整需要依据牛顿第二定律计算出合适的加速度和速度变化。
轨道衰减预测
卫星轨道会受到大气阻力的影响而逐渐衰减，根据牛顿第二定律可以预测轨道衰减的速 度和时间，从而提前进行轨道维持或卫星回收。
机器人运动控制
火箭发射
火箭发射时，牛顿第二定律解释了 火箭需要足够的推力才能克服地球 引力，将卫星或飞船送入太空。
牛二应用瞬变、正交分解、整隔、临界
高频考点例析
由①②两式可解得FN＝m(g－ asinθ)，F＝－macosθ. F为负值，说明摩擦力的实际方向 与假设方向相反，为水平向左． 【答案】 见解析
高频考点例析
【方法技巧】 (1)对受多个力作 用的物体应用牛顿第二定律时，常用 的方法是正交分解，分解时，可以分 解力，也可以分解加速度． (2)判断静摩擦力的方向、计算静 摩擦力的大小时，若物体处于平衡状 态，则可根据平衡条件判断静摩擦力 的方向，计算摩擦力的大小；若物体 有加速度，则应根据牛顿第二定律判 断静摩擦力的方向，并计算其大小．
高频考点例析
A．2g，竖直向下；2g，竖直向下 B．4g，竖直向上；4g，竖直向下 C．2g，竖直向上；2g，竖直向下 D．2g，竖直向下；4g，竖直向下
高频考点例析
解析：选B.
系统初始时刻处于平衡状态，分 别对A、B球受力分析，如图所示，由 于细线拉力FT=4mg，则说明AB之间
高频考点例析
图3-2-7
【思路点拨】（1）运动员和吊椅一起匀加速上升，加速度相同， 均为a=1 m/s2，方向向上。 （2）绳的拉力是运动员和吊椅构成系统以外的物体施加的作用力， 是外力，求系统外力时，怎样选取研究对象更简便？ （3）运动员对吊椅的压力是运动员和吊椅构成整体内部的相互作 用力，求这个压力应以什么物体为研究对象？
牛顿第二定律的几种典型应用
基础知识梳理
1.关于瞬时加速度 分析物体在某一时刻的瞬时加速 度，关键是分析该时刻物体的受力情 况及运动状态，再由牛顿第二定律求 出瞬时加速度．此类问题应注意两种 基本模型的建立．
基础知识梳理
(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生 明显形变就能产生弹力的物体，剪断 (或脱离)后，弹力立即改变或消失，不 需要形变恢复时间，一般题目中所给 的细线、轻杆和接触面在不加特殊说 明时，均可按此模型处理．
牛顿第二定律的实际应用
牛顿第二定律的实际应用牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，它描述了物体的运动与施加在物体上的力之间的关系。
在这篇文章中，我们将探讨牛顿第二定律的实际应用，并使用具体例子来说明其在日常生活和工程领域的重要性。
1. 机械运动中的应用牛顿第二定律在机械运动中有着广泛的应用。
在汽车行驶过程中，引擎产生的马力通过驱动轮施加力，使汽车加速、转弯或制动。
牛顿第二定律可以用来计算车辆的加速度和所需的外力。
另外，航空航天领域中，飞机的飞行性能也可以通过牛顿第二定律进行计算和优化。
2. 项目安全分析和设计牛顿第二定律在项目的安全分析和设计中具有重要作用。
例如，建筑工程中，我们需要考虑风荷载对建筑物的影响。
利用牛顿第二定律，可以计算风力对建筑物的作用力，从而设计合适的支撑结构来确保建筑物的稳定性和安全性。
3. 汽车碰撞和安全性评估牛顿第二定律在汽车碰撞和安全性评估中也发挥了重要的作用。
在车辆碰撞过程中，牛顿第二定律可以用来计算碰撞力和车辆的加速度，从而评估车辆和乘客所承受的冲击力，并设计相应的安全装置，如安全气囊和座椅安全带。
4. 电子设备运作原理的分析除了机械运动，牛顿第二定律也可以应用在电子设备的运作原理分析中。
例如，电子平衡车的动态控制系统，根据通过传感器检测到的倾斜角度，利用牛顿第二定律计算所需的推力，从而保持车辆的平衡。
5. 运动员训练和体能提升对于运动员来说，了解牛顿第二定律的应用可以帮助他们优化训练和提高体能。
例如，射击和击剑运动中，运动员需要通过准确施加力来改变物体的运动状态。
了解牛顿第二定律可以帮助他们掌握力的大小和方向的平衡，提高技术水平。
6. 自由落体运动的分析自由落体运动是牛顿第二定律的经典应用之一。
根据牛顿第二定律的公式F=ma，可以计算物体在重力作用下的加速度。
通过观察自由落体运动，可以验证牛顿第二定律的准确性，并应用于其他与重力有关的运动。
总结：牛顿第二定律是经典力学中的重要定律，它在多个领域具有广泛的应用。
牛顿第二定律的运用
一、超重与失重1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于测力计所受的拉力或秤所受压力．2．超重、失重的分析3．超重、失重与平衡状态的比较 (1)物体超重与运动状态的关系：(2)物体失重与运动状态的关系：例：质量为60 kg 的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g ＝10 m/s2) (1)升降机匀速上升；(2)升降机以3 m/s2的加速度加速上升； (3)升降机以4 m/s2的加速度加速下降．二、瞬时加速度问题两类基本模型：(1)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．(2)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间．例1:图中小球M处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度大小和方向．例2：如图用细绳AO、BO悬挂一物体M，烧断AO绳的瞬间,求物体M的加速度。
变式：如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和2m，求在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度。
(取向下为正方向)如图所示，一水平传送带两端的距离为20m，传送带以v＝2 m/s的速度做匀速运动，将一物体轻放在传送带一端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，求物体由传送带一端运动到另一端所需时间。
(g取10 m/s2)三、连接体问题一、加速度相同当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。
当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时，就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来，根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程。
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的应用1、动力学两类基本问题1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）：（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．两类动力学基本问题的解题思路图解如下：可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。
2、牛顿运动定律的解题步骤应用牛顿第二定律解决问题时，应按以下步骤进行．1．分析题意，明确已知条件和所求量2、选取研究对象；所选取的对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，同一个题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。
3．对其进行受力情况分析和运动情况分析（切莫多力与缺力）；4．根据牛顿第二定律列出方程；说明：如果只受两个力，可以用平行四边形法则求其合力，如果物体受力较多，一般用正交分解法求其合力，如果物体做直线运动，一般把力分解到沿运动方向和垂直于运动方向；当求加速度时，要沿着加速度的方向处理力；当求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度；5．把各量统一单位，代入数值求解；注意事项：①由于物体的受力情况与运动状态有关，所以受力分析和运动分析往往同时考虑，交叉进行，在画受力分析图时，把所受的外力画在物体上（也可视为质点，画在一点上），把v0和a的方向标在物体的旁边，以免混淆不清。
②建立坐标系时应注意：A．如果物体所受外力都在同一直线上，应建立一维坐标系，也就是选一个正方向就行了。
如果物体所受外力在同一平面上，应建立二维直角坐标系。
B．仅用牛顿第二定律就能解答的问题，通常选加速度a的方向和垂直于a的方向作为坐标轴的正方向，综合应用牛顿定律和运动学公式才能解答的问题，通常选初速度V0的方向和垂直于V0的方向为坐标轴正方向，否则易造成“十”“一”号混乱。
【高考复习】高考物理复习：应用牛顿第二定律的常用方法
【高考复习】高考物理复习：应用牛顿第二定律的常用方法
1.合成法
首先确定研究对象，绘制力分析图，根据力沿加速度方向的平行四边形规律，综合加
速度方向上的各力，直接计算合力，然后根据牛顿第二定律的公式进行求解。
这种方法被
称为合成法，它直观而简单。
2.分解法
确定研究对象，绘制力分析图，根据力的实际作用将力分解为两个分量，然后根据牛
顿第二定律进行求解。
这种方法叫做分解法。
分解法是利用牛顿第二定律求解问题的常用
方法。
然而，这种方法需要对力的影响有一个清晰的认识，应根据力的实际影响进行分解。
3.正交分解法
确定研究对象，绘制受力分析图，建立直角坐标系，将相关力投影到相互垂直的两个
坐标轴上，然后分别计算两个坐标轴上的合力，然后根据牛顿第二定律的公式求解，称为
正交分解法。
直角坐标系的选择原则上是任意的。
然而，设置不当会给问题的解决带来很
大的困难。
如何快速准确地建立坐标系取决于主体的具体情况。
正交分解的最终目标是合成。
4.用正交分解法求解牛顿定律问题的一般步骤
① 应力分析，绘制应力图，建立直角坐标系，确定正方向；② 在x轴和y轴上投射
每个力；③ 分别求出x轴和y轴上各分力的代数、FX和FY；④ 如果加速度恰好沿一个
轴列出，则方程FX=max，FY=可以沿两个坐标轴列出，平衡方程列在另一个轴上。
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。
牛顿第二定律的应用
已知物体 受力情况
要求物体 受力情况 二、超重和失重：
由牛顿第二定律求a
要求物体 运动情况
由运动学公式求a
已知物体 运动情况
当物体在竖直方向有向上的加速度或在竖直方向有向上的加速度分量时， 物体对悬挂绳或弹簧的拉力，或对支持面的压力大于物体重力的现象，叫 做超重。 当物体在竖直方向有向下的加速度或在竖直方向有向下的加速度分量时， 物体对悬挂绳或弹簧的拉力，或对支持面的压力小于物体重力的现象，叫 做失重。 物体在竖直方向的加速度为a，若a向 物体只受重力，有竖直 上，则超出部分为ma；若a向下，则失 向下的加速度g。 去部分为ma。
B. (1 ll )mg D.
l l
C.
l l
mg
(m m0 ) g
详解
特点：有相同的加速度a
方法：应用整体法或隔离法求出加速度a
例4、有5个质量均为m的相同木块，并列地放在水 平地面上，如图所示，已知木块与地面间的动摩擦因 数µ为，当木块1受到水平力F作用时，5个木块同时向 右做匀加速运动，求: （1）第4个木块受到的合外力； （2）第4个木块受到第3个木块作用力的大小。
C
A B
F
详解
特点：系统中各个物体处于不同的状态，有不同的加速度。 方法：隔离每个物体分别求a，再分析寻找物体间位移、
时间、速度及加速度之间的关系，列方程求解。
例6、如图，在倾角为α 的固定光滑斜面上，有一用绳 子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是 猫的质量的2倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上 跑，以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下 滑的加速度为（ ）（2004年全国卷Ⅳ ）
煤块痕迹
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、T 1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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1)A、B两木块之间的距离；
答案
L＋mgsin
α＋μmgcos k
α
图8
解析 隔离B木块受力分析，由平衡条件可得 F弹＝mgsin α＋μmgcos α
由胡克定律F
弹＝kΔx
得两木块间的距离为LAB＝L＋Δx＝L＋mgsin
α＋μmgcos k
α
解析 答案
(2)剪断细线瞬间， A、B两木块加速度分别为多大 . 答案 aA＝2g(sin α＋μcos α)，aB＝0 解析 剪断细线瞬间弹簧弹力不变，对木块 B由牛顿第二定律得 F弹－ (mgsin α＋μmgcos α)＝maB 解得aB＝0. 对于木块A有F弹＋μmgcos α＋mgsin α＝maA 解得aA＝2(gsin α＋μgcos α)＝2g(sin α＋μcos α).
出后的瞬间，物块 1、2、3、4的加速度大小分别为 a1、a2、a3、a4.重力 加速度大小为 g，则有
A.a1＝a2＝a3＝a4＝0 B.a1＝a2＝a3＝a4＝g
√C.a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝m＋m0m0g
D.a1＝g，a2＝m＋m0m0g，a3＝0，a4＝m＋m0m0g
图9
解析 答案
5.(多选)如图9所示，在竖直平面内， A和B是两个相同的轻弹簧， C是橡 皮筋，它们三者间的夹角均为 120°，已知A、B对小球的作用力均为 F，
(重力加速度为 g)，下列说法正确的是
A.弹簧弹力大小为 2mg
B.球 B 的加速度为 g
C.球 A 受到的支持力为 2mg
√D.球 A 的加速度为 12g
图6
解析 答案
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 .
图7
答案
2、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
√A.1.5g，1.5g，0
B.g，2g，0
此时小球平衡， C处于拉直状态，已知当地重力加速度为 g.则剪断橡皮
筋的瞬间，小球的加速度可能为
A.g－mF ，方向竖直向下
√B.mF－g，方向竖直向上
√C.0
图9
D.mF ＋g，方向竖直向下
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
解析 答案
6 如图8所示，两木块A、B质量均为m，用劲度系数为k、原长为L的轻弹 簧连在一起，放在倾角为α的传送带上，两木块与传送带间的动摩擦因数均 为μ，用与传送带平行的细线拉住木块A，传送带按 图示方向匀速转动，两木块处于静止状态.求：
图5
解析 撤离木板 AB瞬间，木板对小球的支持力消失，而小球所受重力和
弹力不变，且二力的合力与原支持力等大反向 .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
解析 答案
4 如图9所示，物块 1、2间用刚性轻质杆连接，物块 3、4间用轻质弹簧
相连，物块 1、3质量均为 m,2、4质量均为 m0，两个系统均置于水平放置 的光滑木板上，并处于静止状态 .现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽
解析 答案
7 (2017·山东泰安二模 )如图6所示，小球 A置于固定在水平面上的光滑 半圆柱体上，小球 B用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上 .两小球 A、
B通过光滑滑轮 O用轻质细绳相连，两球均处于静止状态 .已知B球质量为 m，O在半圆柱体圆心 O1的正上方， OA与竖直方向成 30°角，OA长度与 半圆柱体半径相等， OB与竖直方向成 45°角，现将轻质细绳剪断的瞬间
超重和失重问题
基础考点 自主悟透
1.对超重和失重的理解 (1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是 “视重”改变. (2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失 . (3)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分 量，物体就会处于超重或失重状态 . (4)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向 的分加速度，整体也会出现超理 “五类”问题
一、突变问题 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：当轻弹簧和橡皮条与其它物体连接时，轻弹簧或橡 皮条的弹力 不能发生突变 .
图1
C.g，g，g
D.g，g，0
解析 答案
3.如图5所示，质量为 m的小球用一水平轻弹簧系住，并用倾角为 60°的 光滑木板 AB托住，小球恰好处于静止状态，在木板 AB突然向下撤离的 瞬间，小球的加速度为
A.0
B.大小为 g，方向竖直向下
C.大小为 3g，方向垂直木板向下
√D.大小为2g，方向垂直木板向下
模型 构建
1.两种模型
突变问题的两类模型
能力考点 师生共研
加速度与合外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模型：
1、(1)如图7甲、乙中小球m1、m2原来均静止，现如果 均从图中B处剪断，则图甲中的弹簧和图乙中的下段 绳子，它们的拉力将分别如何变化？ 答案 弹簧和下段绳的拉力都变为 0. (2)如果均从图中 A处剪断，则图甲中的弹簧和图乙 中的下段绳子的拉力又将如何变化呢？ 答案 弹簧的弹力来不及变化，下段绳的拉力变为 0. (3)由(1)(2)的分析可以得出什么结论？ 答案 绳的弹力可以突变而弹簧的弹力不能突变 .