高一物理-牛顿第二定律应用的已知运动情况求力问题
高一物理必修一4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》
例2.一个滑雪的人，质量m = 75
Kg，以v0 = 2m/s的初速度沿山 坡匀加速滑下，山坡的倾角θ= o，在 t = 5s的时间内滑下的 30 路程x = 60m，求滑雪人受到的 阻力（包括摩擦和空气阻力）。
二、从运动情况确定受力
导出公式：vt 2－ vo 2 =2ax
例1.一个静止在水平地面上的物体,质量是 2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地 面向右运动。物体与地面间的摩擦力是 4.2N。求物体在4s末的速度和4s内发生 的位移。 N
f
O
F
G
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。 处理这类问题的基本思路是：先分 析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律 求加速度，再用运动学公式求所求量(运动 学量)。
第四章 牛顿运动定律
4.6 用牛顿运动定律 解决问题(一)
高一物理 明龙
一、牛顿第二定律
复习：
1、内容：物体的加速度跟所受合力 成正比,跟物体质量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。 2、公式:
F=ma
注意：（1）同时性 （2）同向性
二、运动学公式
速度公式 ：v = vo+a t 位移公式：x= vot +at2 /2
静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求
物体受到的阻力是多少?
【答案】80N
F
【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面
上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后
用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变
高中物理高一物理《牛顿第二定律》教案、教学设计
2.在分析多个力作用下的物体运动状态时，容易混淆力的合成与分解。
3.部分学生对实验操作不够熟练，影响实验结果的准确性。
针对这些情况，教师应采取以下策略：
1.注重启发式教学，引导学生从实际例子中发现牛顿第二定律的规律。
2.设计丰富的教学活动，如实验、讨论等，帮助学生深入理解牛顿第二定律。
-对于共性问题，组织全班交流，共同探讨解决方案。
（四）课堂练习
在课堂练习环节，我将设计不同难度的习题，帮助学生巩固所学知识。
1.基础练习：
-设计与牛顿第二定律相关的基础习题，让学生独立完成。
-鼓励学生互相讨论，共同解决疑难问题。
2.提高练习：
-设计有一定难度的习题，让学生在掌握基础的前提下，提高解决问题的能力。
1.养成科学探究的精神。
-培养学生对物理现象的好奇心，激发学习兴趣。
-鼓励学生勇于提出问题，积极探讨，形成科学探究的习惯。
2.树立正确的价值观。
-认识到牛顿第二定律在科技发展中的重要性，增强社会责任感。
-通过学习牛顿第二定律，认识到自然规律的可预测性和可利用性，培养尊重自然、珍惜资源的意识。
3.培养团队协作能力。
1.学生需独立完成作业，保持解答过程的整洁、条理清晰。
2.对于实践应用题和探究性学习题，鼓励学生发挥创新思维，进行深入分析。
3.教师将对作业进行批改和反馈，关注学生的解答过程和思维方式，及时给予指导和建议。
4.学生应认真对待作业，及时改正错误，巩固所学知识。
（三）学生小组讨论
在学生小组讨论环节，我将组织学生进行合作学习，共同探讨牛顿第二定律相关问题。
1.分组讨论：
-将学生分为小组，让他们针对牛顿第二定律的应用、力的合成与分解等话题展开讨论。
高一物理运动与力的关系知识点
高一物理运动与力的关系知识点一、力的基本概念力是物体作用于物体上的一种相互作用，是描述物体之间相互作用强度的物理量。
力的大小用牛顿（N）表示，方向用箭头表示。
二、牛顿第一定律牛顿第一定律，也称为惯性定律，它表明当物体所受的合力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
三、牛顿第二定律牛顿第二定律，也称为加速度定律，它表明物体所受的合力等于物体质量乘以加速度。
四、力的合成与分解力的合成指两个或多个力共同作用在一个物体上，合成力的大小和方向由力的矢量和求得。
力的分解指一个力可以被分解为几个力的合成。
五、弹力弹力是物体表面的弹性变形所产生的力，它的方向与物体表面垂直。
六、摩擦力摩擦力是两个物体相互接触时由于相互之间的粗糙程度而产生的阻碍物体相对滑动的力。
七、重力重力是物体在地球或其他天体附近受到的吸引力，是由物体质量产生的。
八、平衡条件物体处于平衡状态时，合力和合力矩均为零。
平衡条件可以分为平衡在静力学平衡和平衡在动力学平衡两种情况。
九、滑动摩擦力和静止摩擦力物体静止时所受到的摩擦力称为静止摩擦力，物体滑动时所受到的摩擦力称为滑动摩擦力。
滑动摩擦力与物体之间的法向压力成正比，而与物体表面间的粗糙程度、润滑情况和接触面积等因素有关。
十、力的平行四边形法则力的平行四边形法则用于计算两个力合成后的大小和方向，将两个力按照平行四边形的两条邻边进行平行移动，连接起始点和结束点即可得到合力的大小和方向。
十一、张力张力是由绳子、弹簧、弦等伸长物体的内部相对分子间拉力产生的力。
十二、动摩擦力和静摩擦力的判定物体在受到外力作用之前处于静止状态时，所需的摩擦力最大值称为静摩擦力。
当外力逐渐增大，物体开始运动时，所受到的摩擦力减小，称为动摩擦力。
总结：物体运动与力的关系是物理学的基本内容之一。
通过牛顿的三大定律，我们可以清楚地了解到力与物体运动的密切关系。
除了基本的力的概念，我们还学习了力的合成与分解、弹力、摩擦力、重力、动摩擦力和静摩擦力等相关知识点。
牛顿第二定律公式及推导
牛顿第二定律公式及推导
牛顿第二定律是描述运动物体加速度与作用力之间关系的定律，公式表达如下：
F = ma
其中，F表示受力的大小，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
接下来我们推导该公式：
假设一个物体的质量为m，受力F作用在该物体上。
根据牛顿第一定律，物体将具有匀速运动，或者保持静止，当且仅当合力为零。
因此，在没有其他力的情况下，物体所受力F将导致物体加速。
设物体在受力F作用下的加速度为a，根据定义：
a = Δv / Δt
其中，Δv表示速度变化的改变量，Δt表示时间间隔。
根据速度的定义，v = Δx / Δt，其中，Δx表示在时间间隔Δt内位移的改变量。
根据加速度的定义，将速度的定义式代入，可以得到：
a = (Δv / Δt) = ((Δx / Δt) / Δt) = Δx / (Δt)²
根据单位时间内的位移量可以得到：
Δx = v * Δt
将上述式子代入加速度的表达式，可以得到：
a = v / Δt
再进一步将速度定义式代入，可以得到：
a = (Δx / Δt) / Δt = F / m
即：
F = ma
这就是牛顿第二定律的推导过程。
在实际应用中，牛顿第二定律可以用来计算物体的加速度或者作用力，或者推导一些与物体运动相关的定律。
同时，还可以通过该定律来设计和优化一些工程或者机械设备。
值得注意的是，牛顿第二定律只适用于速度远小于光速的情况，在相对论情形下需要使用爱因斯坦相对论来描述物体的运动。
最新高中物理牛顿第二定律经典例题(精彩4篇)
最新高中物理牛顿第二定律经典例题（精彩4篇）（经典版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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最新人教版 高一物理 必修一 用牛顿运动定律解决问题(一) 导学案(部分答案)
用牛顿运动定律解决问题（一）组题人：一、两类动力学问题（1）已知物体的受力情况求物体的运动情况根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
（2）已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路，可用如下所示的框图来表示：（3）在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量v0、v1、a、s，一个标量t。
在动力学公式中有三个物理量，其中有两个矢量F、a，一个标量m。
运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。
在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确定力，关键在于加速度a，a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤：1确定研究对象：依据题意正确选取研究对象2分析：对研究对象进行受力情况和运动情况的分析，画出受力示意图和运动情景图3列方程:选取正方向，通常选加速度的方向为正方向。
方向与正方向相同的力为正值，方向与正方向相反的力为负值，建立方程4解方程：用国际单位制，解的过程要清楚，写出方程式和相应的文字说明，必要时对结果进行讨论三、整体法与隔离法处理连接体问题1．连接体问题所谓连接体就是指多个相互关联的物体，它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度)，如：几个物体或叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系)．2．隔离法与整体法(1)隔离法：在求解系统内物体间的相互作用力时，从研究的方便性出发，将物体系统中的某部分分隔出来，单独研究的方法．(2)整体法：整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度，且不涉及相互作用时，将其作为一个整体研究的方法．3．对连接体的一般处理思路(1)先隔离，后整体．(2)先整体，后隔离典例剖析典例一、由受力情况确定运动情况【例1】将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛，运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N，则球能上升的最大高度是多少？解析通过对小球受力分析求出其上升的加速度及上升的最大高度．以小球为研究对象，受力分析如右图所示．在应用牛顿第二定律时通常默认合力方向为正方向，题目中求得的加速度为正值，而在运动学公式中一般默认初速度方向为正方向，因而代入公式时由于加速度方向与初速度方向相反而代入负值．根据牛顿第二定律得mg ＋Ff ＝ma ，a ＝mg ＋Ff m＝0.5×9.8＋2.10.5m/s2＝14m/s2上升至最大高度时末速度为0，由运动学公式0－v20＝2ax 得最大高度x ＝02－v202a ＝0－1422×(－14) m ＝7 m.答案 7 m 1．受力情况决定了运动的性质，物体具体的运动状况由所受合外力决定，同时还与物体运动的初始条件有关． 2．受力情况决定了加速度，但与速度没有任何关系.【例2】如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F ＝10N ，方向平行斜面向上，经时间t ＝4s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小．(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g ＝10 m/s2)解析 (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F 、斜面的支持力FN 、重力mg 和摩擦力Ff ，如右图所示，设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：F-mgsin θ-Ff=ma1因Ff=μFN ，FN=mgcos θ 解得a1=2 m/s2t=4 s 时物体的速度大小为v1=a1t=8 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移m t a x 1621211==绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如上图所示，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有：mgsin θ+Ff=ma2 Ff=μmgcos θ 解得a2=8 m/s2物体做减速运动的时间s t a v1212==减速运动的位移m t a x 4222212==此后物体将沿着斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如右图所示，根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有:mgsin θ-Ff=ma3 Ff=μmgcos θ解得a3=4 m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3，所以物体向下匀加速运动的位移：2332121t a x x =+解得s t 2.3103≈= 所以物体返回到斜面底端的时间为t 总=t2+t3=4.2 s典例二、由运动情况确定受力情况【例3】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4m ，构成斜面的气囊长度为5 m ．要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2 s ，则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？(g ＝10 m/s2) 解析（1）设h ＝4 m ，L ＝5 m ，t ＝2 s ，斜面倾角为θ，则Lh=θsin .乘客在气囊上下滑过程，由221at L = 解得： a ＝2.5 m/s2（2）乘客下滑过程受力分析如右图则有：FN=mgcos θ ,Ff =μFN = μmgcos θ 由牛顿第二定律可得:mgsin θ- Ff=ma代入数据解得：1211=μ规律总结：物体的加速度由物体所受的合力决定，两者大小、方向及变化一一对应；速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系，当两者同向时，速度变大，当两者反向时，速度变小。
人教版高一物理必修第一册牛顿第二定律
⑤牛顿 ⑥N ⑦1 kg ⑧1 m/s2 ⑨1N
如图所示，货箱中苹果B的质量为 m，求苹果B周围与它接触的物体对苹果B作用力的合力。
1、完成教材92页2、4、6题
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。
变化，同时消失
独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实 际加速度是这些加速度的矢量和
精讲点拨
简化 建模
θ
a
思考：加速稳定时，“平安符”的运动与汽 车的运动有何关系？
【例题 】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速
探究：加速度与力、质量的关系
度在质渐量的渐单位启取动千克的（k过g），程加中速度，的单细位取线米就每二会次方偏秒（过m/一s2）定，力角的度单位并取牛相顿（对N）车时厢，牛保顿第持二静定律止简化，成：通过测
设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，受到的滑动摩擦力为f，冰壶的加速度为a，则冰道被擦刷后（ ）
1、完成教材92页2、4、6题
1．通过分析探究实验数据，得出牛顿第二定律的数学表达式F=kma，能准确表述牛顿第二定律的内容。
加速度与合外力存在瞬时对应关系，物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化．
问题2：由牛顿第二定律可知，无论多小的力皆能使物体产生加速度，改变物体的运动状态。
这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？
y
加速解度：与合方外力法是瞬2时—对—应关正系，交同时分产解生，法同时变化，同时消失
竖直方向 mg = F = F cosθ F 作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关;而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和。
高一物理必修一第四章牛顿第二定律
牛顿第二定律一、牛顿第二定律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，加速度的方向跟合外力的方向相同.2. 公式：F 合＝ma3. 关于牛顿第二定律的理解：3.1 因果性：力是物体产生加速度的原因，加速度是力作用在物体上所产生的一种效果；3.2 瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。
合外力变化时加速度也随之变化。
合外力为零时，加速度也为零；3.3 矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。
公式mF a 只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致；3.4 同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言。
即 F与a 均是对同一个研究对象而言；3.5 相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参照系（匀速或静止的参考系）；3.6 独立性，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：F x =ma x ，F y ＝ma y 列方程；3.7 局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子；4. 牛顿第二定律确立了力和运动的关系【例1】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，物体受到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 ＝F/a 可知，物体的质量与其受到的合外力成正比，与其运动的加速度成反比．C ．由a ＝F/m 可知，物体的加速度与其受到的合外力成正比，与其质量成反比．D ．由m ＝F/a 可知，物体的质量可以通过测出它的加速度和它所受的合外力而求得．【例2】静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( )A.物体同时获得速度和加速度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都仍为零【例3】由牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，但用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍静止，这是因为：A 推力小于摩擦力B 物体有加速度，但太小，不易被察觉C 推力小于物体的重力D 物体所受合外力为零【例4】已知甲物体受到2N的力作用时，产生的加速度为4m/s2，乙物体受到3N的力作用时，产生的加速度为6m/s2，则甲、乙物体的质量之比m甲,m乙等于A．1：3 B．2：3 C．1：1 D．3：2二、动力学的两类基本问题1.已知受力情况求运动情况；2.已知运动情况求受力情况3.在这两类问题中，加速度是了解力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键.【例5】一物体初速度v0＝5 m/s，沿着倾角37°的斜面匀加速向下运动，若物体和斜面间的动摩擦因数为0.25，求3 秒末的速度(斜面足够长)( )A．12 m/s B．15 m/s C．17 m/s D．20 m/s【例6】用一水平恒力将质量为250 kg 的木箱由静止开始沿水平地面推行50 m，历时10 s，若物体受到阻力是物重的0.1 倍，则外加的推力多大？(g 取10 m/s2)【例7】水平桌面上质量为1kg的物体受到2N的水平拉力，产生1.5m/s2的加速度。
高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用
高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律，也是高一物理学习的必考知识点之一。
本文将从牛顿第二定律的基本原理出发，介绍一些常见的应用场景及计算方法，并探讨其重要性。
一、牛顿第二定律的基本原理牛顿第二定律的表达式为F=ma，其中F 表示物体所受合力的大小，a 表示物体的加速度，m 表示物体的质量。
这个定律说明了力与物体的质量和加速度之间的关系。
当物体所受合力增大时，其加速度也会增大；当物体的质量增大时，其加速度会减小。
二、常见的牛顿第二定律应用场景及计算方法1. 平面运动中物体的加速度计算在平面运动中，当物体所受合力已知时，可以利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
首先确定物体所受的合力，然后根据 F=ma 计算加速度。
2. 弹簧弹性伸缩力的计算弹簧的弹性伸缩力可以利用牛顿第二定律进行计算。
当物体受到垂直于弹簧伸缩方向的外力时，可以根据 F=ma 计算出物体所受的合力。
然后利用胡克定律 F=-kx（其中 k 表示弹簧的弹性系数，x 表示弹簧的伸缩量）计算出弹簧的弹性伸缩力。
3. 坡道上物体的加速度计算当物体置于斜坡上时，可以利用牛顿第二定律计算物体在坡道上的加速度。
首先确定物体所受的合力，然后根据 F=ma 计算加速度。
需要注意的是，斜坡上的合力包括物体自身重力以及由坡度引起的垂直于坡面的力。
4. 电梯内物体的加速度计算电梯内的物体受到的合力包括物体的重力以及电梯提供的力。
通过设置参考系，可以将问题简化为一个自由下落或上升的问题。
根据物体所受的合力确定加速度，然后利用牛顿第二定律计算出加速度的大小。
三、牛顿第二定律的重要性牛顿第二定律在解决物体运动问题中起着重要的作用。
通过运用牛顿第二定律，我们可以准确地计算物体的加速度，并进一步了解物体受力、受力方向以及运动状态的变化。
同时，牛顿第二定律也为其他物理定律的推导提供了基础。
牛顿第二定律应用广泛，不仅在经典力学中有重要地位，还在其他学科中也有广泛应用。
物理必修1牛顿第二定律应用1
力
分析受力 F=ma
a
分析运动
运动学公式
运动
解:(1) 对物体： F-f=ma FN =mg f=μFN a=(F-f)/m a=3 m/s2 (2)v=at v=12 m/s， x=at2/2 x=24 m.
总结：
1、已知受力求运动问题;
2、解题的关键是求出a。
例2：一个滑雪的人，质量是75kg,以 v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下， 山坡的倾角θ=300。在t=5s的时间内 滑下的路程 x=60m。求滑雪人受到的 阻力（包括摩擦和空气g=10m/s2）。
牛顿第二定律应用（1）
唐山二中高一物理组
知识梳理：
1、牛二定律的表达式：
F合 ma
受力分析 运动公式 动力学
力
运动
已知受力求运动 2、牛二定律的基本问题： 已知运动求受力
例1：一个静止在水平地面上的物体， 质量是2kg,在10N的水平拉力作用下沿 水平地面向右运动。物体与地面间的摩 擦因数是0.2。问物体在4s末的速度和 4s内发生的位移。 F
B.xA>xB D.不能确定
练习2：如图所示,墙角上斜靠着三块 光滑的木板,底端距离墙角一样远,a板 与水平方向成60°角,b板与水平方向 成45°角,c板与水平方向成30°角,使 物体分别从三块木板的顶端由静止开 始自由下滑,则滑到底端所用的时间相 比较是( ) A.沿a板滑下的时间最短 B.沿b板滑下的时间最短 C.沿c板滑下的时间最短 D.沿a､b､c板滑下所用时间相等
运动
a
力
二、用牛顿第二定律解题步骤：
1．选研究对象； 2．受力分析并画图； 3．求合力； 4．列方程并求解．
练习1：A､B两物体以相同的初速度滑到 同一粗糙水平面上,若两物体的质量 mA>mB,两物体与粗糙水平面间的摩擦因 数相同,则两物体能滑行的最大距离xA 与xB相比为( )
高中物理必修一 第四章 第五节 牛顿运动定律的应用
针对训练1
一质量为m＝2 kg的滑块在倾角为θ＝30°的足够 长的固定斜面上在无外力F的情况下以加速度a＝ 2.5 m/s2匀加速下滑.若用一水平向右的恒力F作用 于滑块，如图所示，使滑块由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动， 在0～2 s时间内沿斜面运动的位移s＝4 m.求：(g取10 m/s2) (1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；
答案 0.5 30 N
设力F作用时物体的加速度 为a1，对物体进行受力分析， 由牛顿第二定律可知： F－mgsin 37°－μmgcos 37° ＝ma1， 撤去力F后，物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma2， 根据v－t图像的斜率表示加速度可知a1＝20 m/s2，a2＝10 m/s2， 联立解得μ＝0.5，F＝30 N.
(1)滑雪者受到雪面的支持力大小； 答案 400 N
滑雪者在雪坡上受力如图所示，建立如图所示的直角 坐标系， FN＝mgcos 37°＝400 N.
(2)滑雪者受到的阻力大小. 答案 100 N
由v－t图像可得滑雪者的加速度大小， a＝v2－t v1＝4 m/s2，
根据牛顿第二定律，mgsin 37°－f＝ma， 得f＝mgsin 37°－ma＝100 N.
(2)人在离C点多远处停下.
答案 12.8 m
人在水平面上滑行时，水平方向只受到水平面的摩擦力作用.设人在 水平面上运动的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′ 设人到达C时的速度为v，则由匀变速直线运动规律得 人在斜坡下滑的过程：v2＝2aL 人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′s 联立解得s＝12.8 m.
(2)t＝3 s时物体的速度大小；
答案 0 t＝3 s时的速度v3＝v1－a2t＝20 m/s－10×2 m/s＝0， 即t＝3 s时物体的速度为0.
用牛顿运动定律解决问题(一)
FN
F阻 Gx
θ
Gy
θ
G
从运动情况确定受力
例题2：一个滑雪的人，质量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡 匀加速滑下，山坡的倾角θ=300，在t=5s的时间内滑下的路程
x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）
解：如图所示，对人进行受力分析并建立直 角坐标系，将重力正交分解，在与山坡垂直 的方向，没有发生位移，没有加速度，所以 FN = Gy，F合 = Gx - F阻
人教版高一物理必修一
《用牛顿运动定律解决问题（一）》
授课教师：李艳云
葫芦岛市第八高级中学
月球与地球的平均距离是384400公里
合外力不为零
力 产生加速度 运动状态改变
牛顿第二定律
加速度和力的关系
F=ma
（1）瞬时性 （2）同向性（3） 同体性（4）因果性（5）独立性
一、牛顿第二定律确定了运动和力的关系
（测得轮胎与水泥地面的动 摩擦因素为0.7）
二、从运动情况确定受力
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
物体运 动情况
例题2：一个滑雪的人，质量m=75kg，以v0=2m/s的初速 度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=300，在t=5s的时间
内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦
x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）
更上一层：
此题中如果忽略空气阻力作 用，如何求滑雪板与雪面间 动摩擦因数？
x
y
FN
F阻
Gx
θ
Gy
θ
G
我的课堂我收获
物体的受力情况
物体的运动情况
牛顿第二定律
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解ma2.例题：一辆质量为800kg的轿车在水平路面上行驶，发动机输出的动力为6000N，空气阻力和轮胎与路面的摩擦力合力为4000N，求车的加速度和行驶的加速度。
解析：选取研究对象为轿车，分析受力情况，发动机输出的动力为作用在车上的力，空气阻力和摩擦力为阻力，作用在车上的力和阻力为合外力。
建立直角坐标系，选择水平方向为x轴，竖直方向为y轴，根据力的平衡关系，将合外力分解为x轴方向和y轴方向的分力，得到Fx=6000N-4000N=2000N，Fy=0.根据牛顿第二定律F=ma，得到a=Fx/m=2000N/800kg=2.5m/s²。
由于是水平运动，行驶的加速度与车的加速度相同，即为2.5m/s²。
3.注意事项：在解题时，需要注意选取适当的参考系和坐标系，正确分解合外力，应用牛顿第二定律求解加速度，最后再根据题目所求的量得出答案。
同时，需要注意牛顿第二定律的适用范围和局限性，不能将其应用于微观、高速运动情况。
物理解题的步骤：1)审题：明确已知和待求，注意文中隐含的条件，理解物理现象和过程。
2)选取研究对象：可以是单个物体或多个物体组成的系统，分析其受力、运动、做功和能量转化情况，并画出草图。
3)选择适当的物理规律，如牛二定律、运动学公式、动量定理、动量守恒定律、动能定理和机械能守恒定律。
4)在运用规律前，设出题中没有的物理量，建立坐标系，规定正方向等。
5)确定所选规律运动用何种形式建立方程，有时要运用到几何关系式。
6)确定不同状态、过程下所选的规律，及它们之间的联系，统一写出方程，并给予序号标明。
在求解过程中，需要注意解题过程和最后结果的检验，必要时对结果进行讨论。
通过以上步骤，可以将物理问题转化为数学问题，从而求解出答案。
运动和力的关系知识点总结高一
运动和力的关系知识点总结高一运动和力的关系知识点总结运动和力的关系是物理学中的一个重要概念，它描述了物体在受到力的作用下所产生的运动。
在高一物理学习中，我们学习了很多关于运动和力的知识点，下面是对这些知识点的总结。
一、牛顿第一定律——惯性定律牛顿第一定律也叫做惯性定律，它表明：一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。
这意味着物体具有惯性，需要外力才能改变其状态。
例如，一个静止的小球如果没有外力作用，将保持静止；而一个匀速移动的小球如果没有外力作用，将继续匀速直线运动。
二、牛顿第二定律——力的作用牛顿第二定律描述了力对物体运动的影响，它的数学表达式是：F=ma，其中F表示力的大小，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
根据这个定律，如果给一个物体施加一个力，它的加速度将与所施加的力成正比，与物体的质量成反比。
三、牛顿第三定律——作用与反作用牛顿第三定律也叫做作用与反作用定律，它表明：两个物体之间的相互作用力的大小相等、方向相反。
例如，当一个物体施加一个力到另一个物体上时，被施加力的物体同时也会施加一个大小相等、方向相反的力到施加力的物体上。
这个定律也被称为力的平衡定律。
四、摩擦力摩擦力是两个物体接触的表面之间产生的阻力。
它是运动和力的关系中重要的一部分。
摩擦力的大小取决于物体之间的接触面积和表面性质，有时也与物体的相对速度有关。
五、重力重力是地球对物体施加的力，也是运动和力的重要因素之一。
根据万有引力定律，任何两个物体之间都存在着引力。
在地球上，物体的重力可以近似地用质量乘以重力加速度来计算，即F=mg，其中m表示物体的质量，g表示重力加速度。
六、弹力弹力是物体在被拉伸或压缩时产生的力。
它可以通过胡克定律来计算，即F=kx，其中F表示弹力大小，k表示弹簧的弹性系数，x表示弹簧的伸长或压缩的长度。
七、斜面上的力当物体位于斜面上时，重力可以分解成两个分力：垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。
4.5 牛顿运动定律的应用高一物理(新教材人教版必修第一册)
滑雪人所受的阻力
f=G1－ F合=mgsinθ－ F合=67.5N
)30o
Ｎ
f G1
G2 G
解： 根据运动学公式：x= vot +at2 /2得：
a
2x
t2
v0t
代入已知量得：a＝4m/s2
对人进行受力分析，建立坐标系，
根据牛顿第二定律F＝ma，得：
mgsinθ－F阻＝ma 即：F阻＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。
运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰
撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以 用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
（1）运动员以 3.4 m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，冰壶能 在冰面上滑行多远？g 取10 m/s2。 （2）若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行 10 m 后开始 在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 90%，冰壶多滑行了 多少距离？
4s内的位移
s
v0t
1 2
at 2
1 2
1.1 42
8.8m
类型一、 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。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体受 力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用
运动学公式求所求量(运动学量)。
温故知新：匀变速直线运动
五大物理量
v0 vt a t x
三大公式
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—牛顿第二定律
高一物理（人教版）必修第一册精品讲义—牛顿第二定律课程标准课标解读1．能准确表述牛顿第二定律，并理解牛顿第二定律的概念及含义。
2．知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。
3．能运用牛顿第二定律解释生产、生活中的有关现象，解决有关问题。
4．初步体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。
1、通过分析探究实验的数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式，并准确表达牛顿第二定律的内容，培养学生分析数据、从数据获取规律的能力。
2、能根据1N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变成F=ma的，体会单位的产生过程。
3、能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁。
4、会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度。
知识点01牛顿第二定律的表达式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、表达式为F=kma。
知识点02力的单位由1N=1m/s2可得F=ma【即学即练1】竖直向上抛出一物块，物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比，则物块从抛出到落回抛出点的过程中，加速度随时间变化的关系图像正确的是(设竖直向下为正方向)()解析：选C 物块在上升过程中加速度大小为a ＝mg ＋kv m，因此在上升过程中，速度不断减小，加速度不断减小，速度减小得越来越慢，加速度减小得越来越慢，到最高点加速度大小等于g 。
在下降的过程中加速度a ＝mg －kv m，随着速度增大，加速度越来越小，速度增大得越来越慢，加速度减小得越来越慢，加速度方向始终向下，因此C 正确。
知识点03对牛顿第二定律的理解1．牛顿第二定律的五个特性2．合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。
(2)a ＝Δv Δt 是加速度的定义式，a 与Δv 、Δt 无必然联系；a ＝F m是加速度的决定式，a ∝F ，a ∝1m。
2019-2020学年高中物理 第四章 力与运动 第五节 牛顿第二定律的应用学案 粤教版必修1
第五节牛顿第二定律的应用[学习目标]1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律揭示了运动和力的关系：加速度的大小与物体所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与物体受到的合外力的方向相同．二、两类基本问题1．根据受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况，则可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据运动学规律就可以确定物体的运动情况．2．根据运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况，则可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．判断下列说法的正误．(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．( √)(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．( ×)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．( √)(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．( ×)一、从受力确定运动情况一辆汽车在高速公路上正以108km/h的速度向前行驶，司机看到前方有紧急情况而刹车，已知刹车时汽车所受制动力为车重的0.5 倍．则汽车刹车时的加速度是多大？汽车刹车后行驶多远距离才能停下？汽车的刹车时间是多少？(取g＝10 m/s2)答案由kmg＝ma可得a＝kmgm＝5m/s2则汽车刹车距离为s＝v22a＝90m.刹车时间为t ＝v a＝6s.1．由受力情况确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况．流程图如下：2．由受力情况确定运动情况的解题步骤：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图． (2)根据力的合成与分解，求合外力(包括大小和方向)． (3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等．3．注意问题：(1)若物体受互成角度的两个力作用，可用平行四边形定则求合力；若物体受三个或三个以上力的作用，常用正交分解法求合力；(2)用正交分解法求合力时，通常以加速度a 的方向为x 轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各力分解在x 轴和y 轴上，根据力的独立作用原理，两个方向上的合力分别产生各自的加速度，解方程组⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝maF y ＝0例1 如图1所示，质量m ＝2kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F ＝8N 、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10m/s 2.求：图1(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度； (2)物体在拉力作用下5s 末的速度大小； (3)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小． 答案 (1)见解析图 1.3m/s 2，方向水平向右 (2)6.5m/s (3)16.25m解析 (1)对物体受力分析如图．由牛顿第二定律可得：F cos θ－f ＝ma F sin θ＋F N ＝mg f ＝μF N解得：a ＝1.3m/s 2，方向水平向右 (2)v ＝at ＝1.3×5m/s＝6.5 m/s (3)s ＝12at 2＝12×1.3×52m ＝16.25m从受力情况确定运动情况应注意的两个方面1．方程的形式：牛顿第二定律F ＝ma ，体现了力是产生加速度的原因．应用时方程式的等号左右应该体现出前因后果的形式．2．正方向的选取：通常选取加速度方向为正方向，与正方向同向的力取正值，与正方向反向的力取负值，同样速度和位移的正负也表示其方向与规定的正方向相同或相反．针对训练1 如图2所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F ＝10N ，刷子的质量为m ＝0.5kg ，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L ＝4m ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10m/s 2.试求：图2(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间． 答案 (1)2m/s 2(2)2s解析 (1)以刷子为研究对象，受力分析如图所示设杆对刷子的作用力为F ，滑动摩擦力为f ，天花板对刷子的弹力为F N ，刷子所受重力为mg ，由牛顿第二定律得(F －mg )sin37°－μ(F －mg )cos37°＝ma 代入数据解得a ＝2m/s 2. (2)由运动学公式得L ＝12at 2代入数据解得t ＝2s. 二、由运动情况确定受力情况1．由运动情况确定受力情况的基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力；再分析物体的受力情况，求出物体受到的作用力．流程图如下： 已知物体运动情况―――――→由运动学公式求得a ―――→由F ＝ma确定物体受力情况 2．由运动情况确定受力情况的解题步骤(1)确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力．例2 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4s 内通过8m 的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2s 停止，已知汽车的质量m ＝2×103kg ，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小； (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小； (3)汽车牵引力的大小．答案 (1)4m/s (2)4×103N (3)6×103N 解析 (1)汽车开始做匀加速直线运动，s 0＝v 0＋02t 1解得v 0＝2s 0t 1＝4m/s(2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a 2＝0－v 0t 2＝－2m/s 2由牛顿第二定律有f ＝ma 2解得f ＝－4×103N ，即汽车所受阻力大小为4×103N. (3)设开始加速过程中汽车的加速度为a 1s 0＝12a 1t 12由牛顿第二定律有：F －f ＝ma 1解得F ＝f ＋ma 1＝6×103N由运动情况确定受力应注意的两点问题：1．由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．2．题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．针对训练2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10m/s 2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？ (2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？ 答案 (1)2.5m/s 2(2)1112解析 (1)由题意可知，h ＝4.0m ，L ＝5.0m. 设斜面倾角为θ，则sin θ＝h L＝0.8，cos θ＝0.6.乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2L t 2，代入数据得a ＝2.5m/s 2.(2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－f ＝ma ， 沿y 轴方向有F N －mg cos θ＝0， 又f ＝μF N ，联立方程解得μ＝g sin θ－a g cos θ＝1112.三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系、时间关系等． 2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．例3 如图3所示，ACD 是一滑雪场示意图，其中AC 是长L ＝8m 、倾角θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A 点由静止下滑，经过C 点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力．(取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：图3(1)人从斜坡顶端A 滑至底端C 所用的时间； (2)人在离C 点多远处停下． 答案 (1)2s (2)12.8m解析 (1)人在斜坡上下滑时，对人受力分析如图所示．设人沿斜坡下滑的加速度为a ，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sin θ－f ＝ma f ＝μF N垂直于斜坡方向有F N －mg cos θ＝0联立以上各式得a ＝g sin θ－μg cos θ＝4m/s 2由匀变速直线运动规律得L ＝12at 2解得：t ＝2s(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度大小为a ′，由牛顿第二定律得μmg ＝ma ′ 设人到达C 处的速度为v ，则由匀变速直线运动规律得 人在斜坡上下滑的过程：v 2＝2aL 人在水平面上滑行时：0－v 2＝－2a ′s 联立以上各式解得s ＝12.8m.多过程问题的分析方法1．分析每个过程的受力情况和运动情况，根据每个过程的受力特点和运动特点确定解题方法(正交分解法或合成法)并选取合适的运动学公式．2．注意前后过程物理量之间的关系：时间关系、位移关系及速度关系．1．(从运动情况确定受力)如图4所示，质量为m ＝3kg 的木块放在倾角θ＝30°的足够长的固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．若用沿斜面向上的力F 作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t ＝2s 时间木块沿斜面上升4m 的距离，则推力F 的大小为(g 取10m/s 2)( )图4A ．42NB ．6NC ．21ND ．36N 答案 D解析 因木块可以沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mg sin θ＝μmg cos θ，所以μ＝tan θ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式s ＝12at 2得a ＝2 m/s 2，由牛顿第二定律得：F －mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得F ＝36N ，D 正确．2.(从受力确定运动情况)(2019·浙南名校联盟高一上学期期末联考)如图5所示，哈利法塔是目前世界最高的建筑．游客乘坐世界最快观光电梯，从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达观景台只需45s ，运行的最大速度为18m/s.观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观．一位游客用便携式拉力传感器测得：在加速阶段质量为0.5 kg 的物体受到的竖直向上的拉力为5.45 N ．电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g 取10 m/s 2)．图5(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度．答案 (1)0.9m/s 220s (2)450m解析 (1)设加速阶段加速度为a ，由牛顿第二定律得：F T －mg ＝ma代入数据解得a ＝0.9m/s 2由v ＝at 解得t ＝20s(2)匀加速阶段位移s 1＝12at 2匀速阶段位移s 2＝v (t 总－2t )匀减速阶段位移s 3＝v 22a高度s ＝s 1＋s 2＋s 3＝450m.3．(多过程问题分析)一个质量为4kg 的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2.从t ＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F 的作用，力F 随时间t 变化的规律如图6所示．g 取10m/s 2.求：(结果可用分式表示)图6(1)在2～4s 时间内，物体从开始做减速运动到停止所经历的时间； (2)0～6s 内物体的位移大小． 答案 (1)23s (2)143m解析 (1)在0～2 s 内，由牛顿第二定律知F 1－μmg ＝ma 1，a 1＝1 m/s 2，v 1＝a 1t 1，解得v 1＝2 m/s. 2～4s 内，物体的加速度a 2＝F 2－μmg m＝－3m/s 2， 由0－v 1＝a 2t 2知，物体从开始做减速运动到停止所用时间t 2＝－v 1a 2＝23s.(2)0～2s 内物体的位移s 1＝v 1t 12＝2m ，2～4s 内物体的位移s 2＝v 1t 22＝23m ， 由周期性可知4～6 s 内和0～2 s 内物体的位移相等，所以0～6 s 内物体的位移s ＝2s 1＋s 2＝143m.一、选择题考点一 从受力确定运动情况1．用30N 的水平外力F ，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg 的物体，力F 作用3s 后消失．则第5s 末物体的速度和加速度大小分别是( ) A ．v ＝4.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2B ．v ＝7.5 m/s ，a ＝1.5 m/s 2C ．v ＝4.5m/s ，a ＝0D ．v ＝7.5m/s ，a ＝0 答案 C解析 力F 作用下a ＝F 合m ＝F m ＝3020m/s 2＝1.5 m/s 2,3s 末的速度v ＝at ＝4.5m/s,3s 后撤去外力F 后F 合＝0，a ＝0，物体做匀速运动，故C 正确．2．一个物体在水平恒力F 的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t ，速度变为v ，如果要使物体的速度变为2v ，下列方法正确的是( ) A ．将水平恒力增加到2F ，其他条件不变 B ．将物体质量减小一半，其他条件不变C ．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增加为原来的两倍D ．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变 答案 D解析 由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma ，所以a ＝Fm－μg ，由v ＝at ，对比A 、B 、C 三项，均不能满足要求，故选项A 、B 、C 均错，选项D 对．3．(多选)如图1所示，质量为m ＝1kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为v 0＝10m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F ＝2 N 的恒力，在此恒力作用下(g 取10 m/s 2)( )图1A ．物体经10s 速度减为零B ．物体经2s 速度减为零C ．物体的速度减为零后将保持静止D ．物体的速度减为零后将向右运动 答案 BC解析 物体向左运动时受到向右的滑动摩擦力，f ＝μF N ＝μmg ＝3N ，根据牛顿第二定律得a ＝F ＋f m ＝2＋31m/s 2＝5 m/s 2，方向向右，物体的速度减为零所需的时间t ＝v 0a ＝105s ＝2s ，B 正确，A 错误．物体的速度减为零后，由于F <f ，物体处于静止状态，C 正确，D 错误． 4．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m ，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g 取10m/s 2，则汽车刹车前的速度大小为( )A ．7m/sB ．14 m/sC ．10m/sD ．20 m/s 答案 B解析 设汽车刹车后滑动过程中的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ，解得：a ＝μg .由匀变速直线运动的速度位移关系式得v 20＝2as ，可得汽车刹车前的速度大小为：v 0＝2as ＝2μgs ＝2×0.7×10×14m/s ＝14 m/s ，因此B 正确．5.(2019·本溪一中高一上学期期末)如图2所示，一个物体由A 点出发分别沿三条光滑固定轨道到达C 1、C 2、C 3，则( )图2A ．物体到达C 1点时的速度最大B ．物体分别在三条轨道上的运动时间相同C ．物体在与C 3连接的轨道上运动的加速度最小D ．物体到达C 3的时间最短 答案 D解析 由物体在斜面上的加速度a ＝g sin θ，则在与C 3连接的轨道上运动的加速度最大，C 错误．斜面长L ＝hsin θ，由v 2＝2aL 得：v ＝2gh ，则由A 到C 1、C 2、C 3时物体速度大小相等，故A 错误．由L ＝12at 2即h sin θ＝12g sin θ·t 2知，沿AC 3运动的时间最短，B 错误，D 正确．考点二 从运动情况确定受力6．行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70kg ，汽车车速为90km/h ，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s ，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看做匀减速直线运动)( ) A ．450NB ．400NC ．350ND ．300N答案 C解析 汽车刹车前的速度v 0＝90km/h ＝25 m/s 设汽车匀减速的加速度大小为a ，则a ＝v 0t＝5m/s 2对乘客应用牛顿第二定律可得：F ＝ma ＝70×5N＝350N ，所以C 正确．7．(多选)如图3所示，质量为m 的小球置于倾角为θ的斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个水平力F 拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a 的匀加速直线运动，重力加速度为g ，忽略一切摩擦，以下说法正确的是( )图3A ．斜面对小球的弹力为mgcos θB ．斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为maC ．若增大加速度a ，斜面对小球的弹力一定增大D ．若增大加速度a ，竖直挡板对小球的弹力一定增大 答案 AD解析 对小球受力分析如图所示，把斜面对小球的弹力F N2分解，竖直方向有F N2cos θ＝mg ，水平方向有F N1－F N2sin θ＝ma ，所以斜面对小球的弹力为F N2＝mg cos θ，A 正确．F N1＝ma ＋mg tan θ.由于F N2＝mgcos θ与a 无关，故当增大加速度a 时，斜面对小球的弹力不变，挡板对小球的弹力F N1随a 增大而增大，故C 错误，D 正确．小球受到的合力为ma ，故B 错误．8．(多选)如图4所示，质量为m 2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m 1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则(物体1和物体2相对车厢静止，重力加速度为g )( )图4 A．车厢的加速度为g tanθB．绳对物体1的拉力为m1gcosθC．底板对物体2的支持力为(m2－m1)g D．物体2所受底板的摩擦力为m2g sinθ答案AB解析对物体1进行受力分析，把拉力F T沿水平方向、竖直方向分解，有F T cosθ＝m1g，F T sinθ＝m1a得F T＝m1gcosθ，a＝g tanθ，所以A、B正确．对物体2进行受力分析有F N＋F T′＝m2gf静＝m2a根据牛顿第三定律，F T′＝F T解得F N＝m2g－m1gcosθf静＝m2g tanθ，故C、D错误．考点三多过程问题分析9．竖直上抛物体受到的空气阻力f大小恒定，物体上升到最高点时间为t1，从最高点再落回抛出点所需时间为t2，上升时加速度大小为a1，下降时加速度大小为a2，则( ) A．a1>a2，t1<t2B．a1>a2，t1>t2C．a1<a2，t1<t2D．a1<a2，t1>t2答案 A解析上升过程中，由牛顿第二定律，得mg＋f＝ma1①设上升高度为h ，则h ＝12a 1t 12②下降过程，由牛顿第二定律，得mg －f ＝ma 2③ h ＝12a 2t 22④由①②③④得，a 1>a 2，t 1<t 2，A 正确．10.(多选)质量m ＝2kg 、初速度v 0＝8m/s 的物体沿着粗糙水平面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还受到一个如图5所示的随时间变化的水平拉力F 的作用，设水平向右为拉力的正方向，且物体在t ＝0时刻开始运动，g 取10 m/s 2，则以下结论正确的是( )图5A ．0～1s 内，物体的加速度大小为2m/s 2B ．1～2s 内，物体的加速度大小为2m/s 2C ．0～1s 内，物体的位移为7mD ．0～2s 内，物体的总位移为11m 答案 BD解析 0～1s 内，物体的加速度大小为a 1＝F ＋μmg m ＝6＋0.1×2×102m/s 2＝4 m/s 2，A 项错误； 1～2s 内物体的加速度大小为a 2＝F ′－μmg m ＝6－0.1×2×102m/s 2＝2 m/s 2，B 项正确； 物体运动的v －t 图象如图所示，故0～1s 内物体的位移为s 1＝(4＋8)×12m ＝6m ，C 项错误；由v －t 图象可知，1～2s 内物体的位移为s 2＝(4＋6)×12m ＝5m0～2s 内物体的总位移s ＝s 1＋s 2＝(6＋5) m ＝11m ，D 项正确． 二、非选择题11．如图6所示，质量为2kg 的物体在40N 水平推力作用下，从静止开始1s 内沿足够长的竖直墙壁下滑3m ．求：(取g ＝10m/s 2)图6(1)物体运动的加速度大小； (2)物体受到的摩擦力大小； (3)物体与墙壁间的动摩擦因数． 答案 (1)6m/s 2(2)8N (3)0.2解析 (1)由s ＝12at 2，可得：a ＝2s t 2＝6m/s 2(2)分析物体受力情况如图所示：水平方向：物体所受合外力为零，F N ＝F ＝40N 竖直方向：由牛顿第二定律得：mg －f ＝ma 可得：f ＝mg －ma ＝8N(3)物体与墙壁间的滑动摩擦力f ＝μF N所以μ＝f F N ＝840＝0.2.12.如图7为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机到达高处，再沿着倾斜水槽飞滑而下，劈波斩浪的刹那给人惊险刺激的感受．设乘客与船的总质量为100kg ，在倾斜水槽和水平水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍，水槽的坡度为30°，若乘客与船从槽顶部由静止开始滑行18m 经过斜槽的底部O 点进入水平水槽(设经过O 点前后速度大小不变，取g ＝10m/s 2)．求：图7(1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小； (2)船滑到倾斜水槽底部O 点时的速度大小； (3)船进入水平水槽后15s 内滑行的距离． 答案 (1)4m/s 2(2)12 m/s (3)72m解析 (1)对乘客与船进行受力分析，根据牛顿第二定律，有mg sin30°－f ＝ma ，f ＝0.1mg ，联立解得a ＝4m/s 2. (2)由匀变速直线运动规律有v 2＝2as ，代入数据得v ＝12m/s.(3)船进入水平水槽后，据牛顿第二定律有 －f ′＝ma ′，f ′＝0.1mg故a ′＝－0.1g ＝－1m/s 2， 由于t 止＝－va ′＝12s<15s ，即船进入水平水槽后12s 末时速度为0， 船在15s 内滑行的距离s ′＝v ＋02t 止＝12＋02×12m＝72m.13.如图8所示，一足够长的固定粗糙斜面与水平面夹角θ＝30°.一个质量m ＝1kg 的小物体(可视为质点)，在F ＝10N 的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上运动．已知斜面与物体间的动摩擦因数μ＝36.g 取10m/s 2.则：图8(1)求物体在拉力F 作用下运动的加速度大小a 1；(2)若力F 作用1.2s 后撤去，求物体在上滑过程中距出发点的最大距离． 答案 (1)2.5m/s 2(2)2.4m解析 (1)对物体受力分析，根据牛顿第二定律： 物体受到斜面对它的支持力F N ＝mg cos θ＝53N ，f ＝μF N ＝2.5N物体的加速度a 1＝F －mg sin θ－f m＝2.5m/s 2.(2)力F 作用t 0＝1.2s 后，速度大小为v ＝a 1t 0＝3m/s ，物体向上滑动的距离s 1＝12a 1t 02＝1.8m.此后它将向上匀减速运动，其加速度大小a 2＝mg sin θ＋f m＝7.5m/s 2.这一过程物体向上滑动的距离s2＝v22a2＝0.6m.整个上滑过程运动的最大距离s＝s1＋s2＝2.4m.。
高一物理牛顿第二定律及其实验探究
牛顿第二定律及其实验探究【知识点与理论、规律、方法回顾】1．定律的表述：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，加速度的方向跟合力的方向相同。
2．表达式：F=ma（式中F为物体所受的合外力）3．对定律的理解：①矢量性：牛顿第二定律F = ma是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同．②瞬时性：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果--产生加速度．物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的．当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失．③同一性：牛顿第二定律公式中的三个物理量必须是针对同一物体而言的；物体受力运动时必然只有一种运动情形，其运动状态只能由物体所受的合力决定，而不能是其中的一个力或几个力．④独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果．那个方向的力就产生那个方向的加速度．⑤同时性：牛顿第二定律中F、a只有因果关系而没有先后之分，F发生变化时a同时变化，包括大小和方向．⑥局限性：牛顿第二定律只适用于惯性参考系；只适用于宏观物体的低速运动，而不适用微观粒子和高速运动．4．牛顿第二定律确立了力和运动的定量关系：联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。
5．牛顿第二定律应用的一般思路①审题、明确题意，清楚物理过程；②选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组；③运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图；④建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向；⑤根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；⑥解方程，对结果进行分析、检验或讨论．典例剖析与针对训练1．（单选）关于运动和力的关系，对于质量一定的物体，下列说法中正确的是( ) A．物体运动速度越大，它所受的合外力一定越大B．物体某时刻的速度为零，它此时所受的合外力一定为零C．物体所受合外力越大，它的速度变化一定越大D．物体所受合外力越大，它的速度变化一定越快.2．（多选）关于牛顿第二定律F∝ma和变形公式a∝Fm，下列说法中正确的是( ) A．物体的加速度与物体受到的任何一个力成正比，与物体的质量成反比B．物体的加速度与物体受到的合力成正比，与物体的质量成反比.C．物体的质量与物体受到的合力成正比，与物体的加速度成反比D．物体的质量与物体受到的合力及物体的加速度无关.3．（多选）在牛顿第二定律的数学表达式F ＝kma中，有关比例系数k的说法，正确的是( )A．k的数值由F、m、a的数值决定B．k的数值由F、m、a的单位决定. C．在国际单位制中，k＝1.D．在任何情况下k都等于14．（多选）力F1单独作用于某物体时产生的加速度大小为3m/s2；力F2单独作用于该物体时产生的加速度大小为4m/s2，则两力同时作用于该物体时产生的加速度大小可能是( )A．1m/s2. B．4m/s2. C．5m/s2. D．8 m/s25．（单选）搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则( )A ．a l =a 2B ．a 1<a 2<2a lC ．a 2=2a 1D ．a 2>2a l . 6．（单选）同样的力作用在质量为m 1的物体上时，产生的加速度是a 1；作用在质量是m 2的物体上时，产生的加速度是a 2。
高一物理_牛顿第二定律 _
F阻
N
F阻
N
我不知道世人怎么 看我，但我自己以为我 不过像一个在海边玩耍 的孩子，不时为发现比 寻常更美丽的一块卵石 或一片贝壳而沾沾自喜， 至于展现在我面前的浩 瀚的真理海洋，却全然 没有发现。
三、用牛顿第二定律解题的方法和步骤
1、明确研究对象（隔离或整体） 2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图
牛顿第二定律
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东方红高中
现象分析 分析刘翔在国际比赛中的画面， 短跑运动员在起跑时的好坏，对于取 得好成绩十分关键，因此发令枪响必 须奋力蹬地，发挥自己的最大体能， 以获得最大的加速度，在最短的时间 内达到最大的运动速度．这其中有什 么物理原理吗？
现象分析
你知道为什么F1方程式赛车 要制作的很轻吗，几乎只有普通汽 车的1/3？
F合 = ma
利用F合=ma时必须统一单位（国际单位制）
1.分析刘翔起跑奋力蹬地，以获得最大的加 速度，原理是什么？ 2.为什么F1方程式赛车要制作的很轻吗？
牛顿第பைடு நூலகம்定律的性质
（1）因果性：物体的加速度和合外力是同 时产生的，不分先后，但有因果性，力是产 生加速度的原因，没有力就没有加速度． （2）同体性：是指 F 合 、 m 和 a 都是对于同一 同一研究对象而言的． （3）矢量性：“力是产生加速度的原因”， 即物体受力方向决定物体的加速度方向。故 力合外力的方向和加速度的方向是一致的。 但v的方向与F合方向不一定相同
（4）瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬 时对应关系，无论物体所受合外力的大小 和方向如何变化，物体运动的加速度大小 和方向总与合外力同步变化．同时产生,同 时消失,同时变化 （5）独立性：是指作用在物体上的每个力 都将独立地产生各自的加速度，与物体是 否受其他力的作用无关，我们常称之为力 的独立作用原理．合力的加速度即是这些 加速度的矢量和．
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掌握母题100例，触类旁通赢高考
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母题二十、牛顿第二定律应用的已知运动情况求力问题
【解法归纳】先由已知的运动情况求出运动的加速度，然后利用牛顿第二定律求出合外力。
分析物体所受的力，求出未知力。
典例20.（2010上海物理）倾角θ=37°，质量M=5kg 的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg 的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s 到达底端，运动路程L=4m ，在此过程中斜面保持静止（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取10m/s 2
），求： （1）地面对斜面的摩擦力大小与方向。
（2）地面对斜面的支持力大小。
【解析】（1）物块在斜面上匀加速下滑，L =12
at 2
解得加速度a =2m/s 2。
设斜面对木块摩擦力为f 1，支持力N 1。
隔离木块分析受力，由牛顿第二定律得：mg sin θ-f 1=ma ，
mg cos θ-N 1=0，
联立解得f 1=8N ，N 1=16N 。
设地面对斜面的摩擦力大小为f ，方向向左。
隔离斜面分析受力，对水平方向，由平衡条件得，
f+f 1cos θ=N 1 sin θ
代人数据解得f=3.2N ，正号说明方向向左。
（2）设地面对斜面的支持力大小为N ，隔离斜面分析受力，对竖直方向，由平衡条件得， N=Mg +f 1 sin θ+N 1 cos θ
代人数据解得地面对斜面的支持力大小N=67.6N 。
【点评】此题考查叠加体受力分析、牛顿运动定律、物体平衡条件等知识点。
衍生题1.（2008·宁夏理综·20）一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。
小球某时刻正处于图示状态。
设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是 A ． 若小车向左运动，N 可能为零
图10
M
m
θ
B ． 若小车向左运动，T 可能为零
C ． 若小车向右运动，N 不可能为零
D ． 若小车向右运动，T 不可能为零
【解析】若小车向左减速运动，其加速度方向向右，N 可能为零；若小车向左加速运动，其加速度方向向左，T 可能为零；选项AB 正确。
若小车向右加速运动，其加速度方向向右，N 可能为零；若小车向右减速运动，其加速度方向向左，T 可能为零；选项CD 错误。
【答案】AB
衍生题2（2007年上海物理）如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点。
每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。
（重力加速度g ＝10m/s 2
） 求：
（1）斜面的倾角α；
（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ； （3）t ＝0.6s 时的瞬时速度v 。
（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为a 2＝∆v ∆t
＝2m/s 2
，μmg ＝ma 2，可得：μ＝0.2，
（3）由2＋5t ＝1.1＋2（0.8－t ），解得t ＝0.1s ，即物体在斜面上下滑的时间为0.5s ，则t
＝0.6s 时物体在水平面上，其速度为v ＝v 1.2＋a 2t ＝2.3 m/s 。
A
α
B C
t （s ） 0.0 0.2 0.4 ⋯ 1.2 1.4 ⋯ v （m/s ） 0.0
1.0
2.0
⋯
1.1
0.7
⋯
【点评】考查从图表中获取信息能力、运动过程分析能力和应用牛顿第二定律解决实际问题能力。
衍生题3（2004全国理综卷）如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为1m 和2m ，拉力F 1和F 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F 1＞F 2。
试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 。