牛顿第二运动定律
牛顿第二定律
目录
CONTENTS
• 牛顿第二定律的概述 • 牛顿第二定律的背景知识 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第二定律的实验验证 • 牛顿第二定律的深入理解 • 牛顿第二定律的拓展学习
01 牛顿第二定律的概述
定义
01
牛顿第二定律指的是物体加速度 的大小与作用力成正比，与物体 的质量成反比。
02
具体来说，如果作用力F作用在质 量为m的物体上，产生的加速度为 a，则有F=ma。
公式表达
F=ma是牛顿第二定律的公式表达， 其中F表示作用力，m表示物体的质 量，a表示加速度。
这个公式表明，作用力、质量和加速 度之间存在直接关系，当作用力一定 时，质量越大，加速度越小；反之， 质量越小，加速度越大。
动量守恒定律与牛顿第二定律的关系
总结词
动量守恒定律是牛顿第二定律在一段时间内的表现。
详细描述
动量守恒定律表述为系统的初始动量与末动量之和为零，即P=P'. 而牛顿第二定律则表述为力作用在物体上产生 的加速度，使物体的速度发生变化，从而导致动量发生变化。因此，动量守恒定律可以看作是牛顿第二定律在一 段时间内积分的结果。
车辆安全
航空航天
通过分析车辆碰撞时的力学原理，可 以更好地设计安全防护装置和安全气 囊等设备。
在航空航天领域，牛顿第二定律的应 用更加广泛，例如分析飞行器的飞行 轨迹、火箭的发射和卫星的运动等。
建筑结构
在设计建筑结构时，需要分析各种力 和力矩的作用，以确保结构的稳定性 和安全性。
04 牛顿第二定律的实验验证
运动状态改变的原因是受到力的作用。
量子力学中的牛顿第二定律
要点一
总结词
要点二
详细描述
牛顿第二定律的内容
牛顿第二定律的内容
物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第二运动定律和第一、第三定律共同组成了
牛顿运动定律，阐述了经典力学中基本的运动规律。
物体的加速度跟物体所受的合外力F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。
用公式来表述牛顿第二定律就是：F=ma；其中，F是物体所受到的合外力，m为质量，a为加速度。
F与a均为矢量，两者方向相同。
当物体静止或做匀速直线运动时，加速度
为零，其合外力F为零。
瞬时性：牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果，加速度和力同时产生、同时变化、
同时消失。
矢量性：向量F=m*向量a是一个矢量表达式，加速度和合力的方向始终保持一致。
独立性：物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与
其他力无关，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度，合加速度和合外力
有关。
因果性：力是产生加速度的原因，加速度是力的作用效果h故力是改变物体运动状态
的原因。
等值不等质性：虽然向量F=m*向量a，但m*向量a不是力，而是反映物体状态变化情况的；虽然m=向量F/向量a，仅仅是向量F/向量a度量物体质量大小的方法，m与向量F
或向量a无关。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
牛顿第二定律超全
Q:力和运动之间到底有 什么内在联系？
（1）若F合＝0，则a ＝ 0 ，物体处于 _平__衡_状__态__。
（2）若F合＝恒量，v0=0，则a=__恒_量____， 物体做_匀加速直线运动。
（3）若F合变化，则a随着_变__化___，物体做 ____变__速_运__动_____。
分析：推车时小车受4个力；合力为F- FN f.加速度为1.8m/s2.
不推车时小车受几个力？由谁产生加速度？
推车时， F f ma
F
f F ma 90 451.8 9N
f
不推车时 f ma
a
f
m
9 45
0.2m / s2
G
例4：质量为8103kg的汽车，在水平的公路上沿直 线行驶，汽车的牵引力为1.45104N，所受阻力为 2.5 103N．求：汽车前进时的加速度．
2
0.3m/s
2
s1
1 at2 2
0.3 42 2
2.4m
减速阶段：物体m受力如图，以运动方向为正方向
N2 V（正） 由牛顿第二定律得：-f2=μmg=ma2
a
故 a2 =-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2
f2 又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0
G
由运动学公式vt2-v02=2as2，得：
故
a2
0
v
2 2
2s2
0 152 m/s2 2 125
0.9m/s2
由牛顿第二定律得：-f=ma2
故阻力大小f= -ma2= -105×(-0.9)N=9×104N 因此牵引力
F=f+ma1=（9×104+5×104）N=1.4×105N
牛顿第二定律
牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律，描述了物体受力时的加速度与施加在物体上的力之间的关系。
它是牛顿三大运动定律之一，也被称为力学的基本定律之一。
本文将从牛顿第二定律的历史背景、具体表达式以及实际应用等方面进行探讨。
一、历史背景牛顿第二定律由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出。
在牛顿之前，世界上对运动定律的认识还比较模糊。
而牛顿通过多次的实验观察和理论分析，提出了这个关于力和运动的基本定律，从而奠定了经典力学的基础。
二、定义与表达式牛顿第二定律的定义可以简单地表述为：当一个物体受到外力作用时，它的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，且与作用力和质量的乘积成正比。
具体的表达式可以用以下公式来表示：F = ma其中，F表示物体所受的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。
三、实际应用牛顿第二定律在物理学的研究和实际应用中具有广泛的应用价值。
以下是一些常见的实际应用示例：1. 机械运动在机械运动中，牛顿第二定律可以用来计算物体的加速度以及所需的力。
例如，当我们使用力推动一个物体时，可以通过牛顿第二定律来计算物体的加速度，从而预测物体的运动轨迹。
2. 环境工程在环境工程中，牛顿第二定律可以用来计算物体所受的外力大小。
例如，当工程师设计桥梁或建筑物时，需要考虑所承受的荷载大小，通过应用牛顿第二定律可以计算出设计所需的结构强度。
3. 交通工程在交通工程中，牛顿第二定律可以用来计算车辆的加速度和速度。
例如，在汽车工程中，通过应用牛顿第二定律可以计算出车辆受到的驱动力，从而预测车辆的加速度和速度。
4. 物体的平衡牛顿第二定律可以用来分析物体的平衡状态。
当物体所受合力为零时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度也为零，即物体处于静止或匀速直线运动状态。
综上所述，牛顿第二定律是力学中的一个基本定律，可以用来描述物体受力时的加速度与施加在物体上的力之间的关系。
它在物理学的研究和实际应用中起着重要的作用，被广泛应用于各个领域。
牛顿第二定律及应用
牛顿第二定律及应用牛顿第二定律是经典力学中最基本的定律之一，它描述了物体所受力与物体运动状态之间的关系。
在本文中，我们将探讨牛顿第二定律的详细内容以及其在实际应用中的重要性。
一、牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律可以用以下表达式表示：F = ma其中，F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
这个表达式指出，物体所受的合力等于物体质量与加速度的乘积。
二、质量的概念在牛顿第二定律中，质量是一个关键的概念。
质量指的是物体所具有的惯性，它是一个物体抵抗改变其运动状态的属性。
质量越大，物体的惯性越强，越难改变其运动状态。
质量的单位是千克（kg），常用的国际单位制中，1千克等于1000克。
三、力的概念与测量力是导致物体产生运动或者改变其运动状态的原因。
通常用牛顿（N）作为力的单位。
在物理学中，有很多种类的力，比如重力、摩擦力、张力等。
力的测量需要借助仪器，常用的力的测量仪器是弹簧测力计。
弹簧测力计利用弹簧的弹性来测量物体所受的拉力或者压力。
四、加速度的概念与计算加速度是物体改变速度的度量，表示单位时间内速度的变化量。
它的定义是加速度等于速度变化量除以时间变化量。
加速度的单位是米每平方秒（m/s²）。
如果物体的速度从v₁变化到v₂，所用的时间是t，那么加速度可以用下面的公式计算：a = (v₂ - v₁) / t五、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律可以应用于各种各样的情况，下面是一些常见的应用：1. 机械运动：当我们推车或者拉车时，施加在车身上的力会导致车产生加速度。
根据牛顿第二定律，我们可以计算出施加的力大小。
2. 自由落体：牛顿第二定律可以解释自由落体运动。
当物体在重力作用下自由落下时，它所受的合力等于其质量乘以重力加速度，即F = mg。
利用牛顿第二定律，我们可以计算物体的加速度。
3. 物体在斜面上的运动：当物体沿斜面滑动时，可以将物体的重力分解为平行于斜面和垂直于斜面的两个分力。
牛顿运动第二定律
两个叠在一起的滑块， 变1.两个叠在一起的滑块，置于固定的、倾斜为 两个叠在一起的滑块 置于固定的、倾斜为θ 的斜面上，如图，滑块A、 质量分别为 质量分别为M、 ， 的斜面上，如图，滑块 、B质量分别为 、m， A与斜面间的动摩擦因数为 1,B与A之间 2,已知两 与斜面间的动摩擦因数为µ 与 之间 已知两 之间µ 与斜面间的动摩擦因数为 滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下， 滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下， 滑块B受到的摩擦力 受到的摩擦力( ) BC 滑块 受到的摩擦力 A.等于零 等于零 B.方向沿斜面向上 方向沿斜面向上 C.等于 1mgcosθ 等于µ 等于 D.等于 2mgcosθ 等于µ 等于
A
B
变形一. 变形一
F A
F B
α
乙 甲 在甲乙两图中， 保持相对静止并作加速运动 保持相对静止并作加速运动， 在甲乙两图中，AB保持相对静止并作加速运动， 如果是粗糙情景， 如果是粗糙情景，则AB与地面的动摩察因素相 与地面的动摩察因素相 在甲图中地面光滑时， 的相互作用力为 等。在甲图中地面光滑时，AB的相互作用力为 F1，地面粗糙时， AB的相互作用力为 2；在乙 地面粗糙时， 的相互作用力为F 的相互作用力为 图中斜面光滑时， 的相互作用力为F 图中斜面光滑时， AB的相互作用力为 3，斜面 的相互作用力为 粗糙时， 的相互作用力为F 试比较F 粗糙时， AB的相互作用力为 4。试比较 1、F2、 的相互作用力为 F3、F4的大小。 的大小。 答案： 答案：大小均相等
高考物理——牛顿第二定律
牛顿第二定律一、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
公式F=ma.理解要点：（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；（3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，Fx =max,Fy=may, 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。
（4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿（使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.（5）应用牛顿第二定律解题的步骤：二、经典问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
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。
例1、如图2（a ）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，求剪断瞬时物体的加速度。
问题2：必须弄清牛顿第二定律的独立性。
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。
2 牛顿第二定律
第二单元 牛顿第二定律基础知识一、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．2.公式：F=ma3、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．（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【例1】如图所示，轻绳跨过定滑轮（与滑轮问摩擦不计）一端系一质量为m 的物体，一端用P N 的拉力，结果物体上升的加速度为a 1，后来将P N 的力改为重力为P N 的物体，m 向上的加速度为a 2则（ ）A ．a 1＝a 2 ；B ．a 1＞a 2 ；C 、a 1＜a 2 ；D ．无法判断简析：a 1＝P/m ，a 2=p/（m ＋gP ）所以a 1＞a 2 注意： F ＝ma 关系中的m 为系统的合质量．二、突变类问题（力的瞬时性）（1）物体运动的加速度a 与其所受的合外力F 有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，而与这一瞬时之前或之后的力无关，不等于零的合外力作用的物体上，物体立即产生加速度；若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即（同时）改变；若合外力变为零，加速度也立即变为零（物体运动的加速度可以突变）。
（2）中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性：A ．轻：即绳（或线）的质量和重力均可视为等于零，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。
牛顿第二定律超全
02 牛顿第二定律的推导
力的定义与性质
总结词
力的定义与性质是牛顿第二定律推导的 基础，包括力的矢量性、单位、分类等 。
VS
详细描述
力是一个矢量，具有大小和方向两个要素。 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N）， 根据牛顿第二定律的定义，力等于质量乘 以加速度。根据力的作用效果，力可以分 为保守力和非保守力，保守力做功与路径 无关，只与初末位置有关，而非保守力做 功与路径有关。
要点一
总结词
通过在月球上进行实验验证，可以观察到月球上物体运动 的规律与地球上相同，从而间接验证了牛顿第二定律的普 遍适用性。
要点二
详细描述
在月球上进行的实验验证中，科学家们通过测量月球上物 体运动的加速度、质量和力，验证了牛顿第二定律的正确 性。虽然月球上的重力加速度与地球不同，但物体运动的 规律仍然遵循牛顿第二定律的预测结果。因此，可以认为 牛顿第二定律具有普遍适用性。
统总动量保持不变。
牛顿第二定律的推导过程
总结词
牛顿第二定律的推导过程涉及力和加速度的 关系，通过实验和逻辑推理得到。
详细描述
牛顿第二定律是通过实验和逻辑推理得到的 重要物理定律，表述为物体所受合外力等于 其质量乘以加速度。该定律的推导过程可以 从力的定义和动量定理出发，通过实验验证 和逻辑推理得到。牛顿第二定律在经典力学 中占有重要地位，是解决动力学问题的基本 规律之一。
并求解未知量。
天体运动问题包括行星、卫星、 恒星等不同天体的运动规律，需 要结合具体问题进行分析和计算。
天体运动问题还包括万有引力、 太阳辐射压等不同形式的力，需 要结合具体问题进行分析和计算。
04 牛顿第二定律的拓展
非惯性系中的牛顿第二定律
牛顿第二定律
牛顿第二定律概念梳理：一、牛顿第二定律1．内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向跟合力的方向相同．2．表达式：F=ma.3．适用范围(1)牛顿第二定律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)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况．4.牛顿第二定律的“五性”(1)矢量性：公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总是同向(2)瞬时性：a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力(3)因果性：F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果(4)同一性（有三层意思）：①加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面)；②F＝ma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；③F＝ma中，各量统一使用国际单位(5)独立性①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F＝ma；②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和；③分力和加速度在各个方向上的分量也满足F＝ma，即F x＝ma x，F y＝ma y。
二、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．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．三、单位制1．单位制由基本单位和导出单位共同组成．2．力学单位制中的基本单位有长度(m) ，质量(kg) ，时间(s)．3．导出单位有力(N)，速度(m/s)，加速度(m/s2)等．4．国际单位制中的基本单位考点精析：应用牛顿第二定律解决两类动力学问题一、力、加速度、速度间的关系1．物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F ＝ma ，只要有合力，不管速度是大，还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零，加速度才能为零．一般情况下，合力与速度无必然的关系，只有速度变化才与合力有必然的联系． 2．合力与速度同向时，物体加速，反之减速．3．力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即：力→加速度→速度变化(运动状态变化).物体所受到的合外力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小．加速度大小与速度大小无必然的联系．4．加速度与力有瞬时对应的关系，即力变加速度也一定同时变，而此时速度没变化，因速度变化不能在瞬间实现，需时间保证． 二、应用牛顿第二定律的解题步骤1．明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．2．分析物体的受力情况和运动情况．画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程． 3．选取正方向或建立坐标系．通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向．基本物理量 符号 单位名称 单位符号 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 长度 l 米 m 电流I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n 摩[尔] mol 发光强度IV坎[德拉]cd4．求合外力F合．5．根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．【例1】如图所示，质量m=10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是()（g取为10m/s2）A．0 B．4m/s2,水平向右C．2m/s2，水平向左 D．2m/s2，水平向右【练习】如图所示，质量为60kg的运动员的两脚各用750N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地12m高处无初速匀加速下滑2s可落地，则此过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于()（g=10m/s2）A．150N B．300NC．450N D．600N【例2】如图所示，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？【练习】如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则() A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为0D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小【例3】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37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．（2）求悬线对球的拉力．【练习】如图所示，一倾角为θ的斜面上放着一小车，小车上吊着小球m，小车在斜面上下滑时，小球与车相对静止共同运动，当悬线处于下列状态时，分别求出小车下滑的加速度及悬线的拉力.（1）悬线沿竖直方向；（2）悬线与斜面方向垂直；（3）悬线沿水平方向.【练习】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.【例4】质量为m的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦系数为μ，如沿水平方向加一个力F，使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动，如下图，则F多大？【练习】如图所示，物体m原以加速度a沿斜面匀加速下滑，现在物体上方施一竖直向下的恒力F，则下列说法正确的是( )A．物体m受到的摩擦力不变B．物体m下滑的加速度增大C．物体m下滑的加速度变小D．物体m下滑的加速度不变【例5】如图所示，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．下图中v、a、F 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．下图中正确的是()【练习】如图所示，放在光滑面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用而静止不动，现保持F1大小和方向不变，F2方向不变，使F2随时间均匀减小到零，再均匀增加到原来的大小，在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图像是图中的()【例6】科研人员乘气球进行科学考察，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住，堵住时气球下降速度为 1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了12 m，已知气球安全着陆的速度为2 m/s.为使气球安全着陆．向舱外迅速抛出重101 kg的重物．若空气阻力和泄漏气体的质量可忽略，重力加速度g取9.89 m/s2，求抛掉重物后气球达到安全着陆速度的时间．【练习】有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．(取g＝10 m/s2)求：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大；(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少；(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．【例7】如图所示，物体从斜坡上的A 点由静止开始滑到斜坡底部B 处，又沿水平地面滑行到C 处停下，已知斜坡倾角为θ，A 点高为h ，物体与斜坡和地面间的动摩擦因数都是μ，物体由斜坡底部转到水平地面运动时速度大小不变，求B 、C 间的距离.【练习】如图所示，在光滑水平面AB 上，水平恒力F 推动质量为m ＝1 kg 的物体从A 点由静止开始做匀加速直线运动，物体到达B 点时撤去F ，接着又冲上光滑斜面(设经过B 点前后速度大小不变，最高能到达C 点，用速度传感器测量物体的瞬时速度，表中记录了部分测量数据)，求： (1)恒力F 的大小． (2)斜面的倾角α.(3)t ＝2.1 s 时物体的速度．(g 取10 m/s 2)t(s) 0.0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 … v(m/s) 0.00.40.8…3.02.01.0…θ A CBh牛顿第二定律 练习一、单项选择题1．如图所示，静止在光滑水平面上的物体A ，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的过程中，物体的速度和加速度的变化情况是 ( ) A ．速度增大，加速度增大B ．速度增大，加速度减小C ．速度先增大后减小，加速度先增大后减小D ．速度先增大后减小，加速度先减小后增大2．质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为F f ，加速度为a ＝13g ，则F f 的大小是 ( ) A ．F f ＝13mg B ．F f ＝23mgC ．F f ＝mgD ．F f ＝43mg3.由同种材料制成的物体A 和B 放在长木板上，随长木板一起以速度v 向右做匀速直线运动，如图所示．已知m A >m B ，某时刻木板停止运动，下列说法正确的是 ( ) A ．若木板光滑，由于A 的惯性较大，A 、B 间的距离将增大B ．若木板光滑，由于B 的惯性较小，A 、B 间的距离将减小C ．若木板粗糙，A 、B 一定会相撞D ．不论木板是否光滑，A 、B 间的相对距离都保持不变4.如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P 受到一水平向右的推力F 的作用．已知物块P 沿斜面加速下滑．现保持F 的方向不变，使其减小，则加速度 ( )A ．一定变小B ．一定变大C ．一定不变D ．可能变小，可能变大，也可能不变5.如图所示，在光滑水平面上，有两个质量分别为m 1和m 2的物体A 、B ，m 1>m 2，A 、B 间水平连接着一轻质弹簧秤．若用大小为F 的水平力向右拉B ，稳定后B 的加速度大小为a 1，弹簧秤示数为F 1；如果改用大小为F 的水平力向左拉A ，稳定后A 的加速度大小为a 2，弹簧秤示数为F 2.则以下关系式正确的是 ( )A ．a 1＝a 2，F 1>F 2B ．a 1＝a 2，F 1<F 2C ．a 1＝a 2，F 1＝F 2D ．a 1>a 2，F 1>F 26．如图所示，木块A置于木块B上，A、B质量均为0.05 kg.A、B两木块静止时，弹簧的压缩量为2 cm；再在木块A上施加一向下的力F，当木块A下降4 cm时，木块A和B静止，弹簧仍在弹性限度内，g取10 m/s2.撤去力F的瞬间，B对A的作用力的大小是()A．2.5 N B．0.5 NC．1.5 N D．1 N二、双项选择题1．第二十二届世界大学生冬季运动会自由滑比赛中，中国小将张丹/张昊毫无争议地再夺第一名，为中国队夺得第一枚本届大冬会金牌．花样滑冰表演刚开始时他们静止不动，如图所示，随着优美的音乐响起，他们在相互猛推一下后分别向相反方向运动，假定两人的冰刀和冰面间的动摩擦因数相同，已知张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远，这是由于() A．在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力B．在推的过程中，张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间C．在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度D．在分开后，张丹的加速度的大小小于张昊的加速度的大小2．如图所示，匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球．若升降机突然停止上升，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中()A．速度逐渐减小B．速度先增大后减小C．加速度逐渐增大D．加速度逐渐减小3．如图甲所示，在粗糙水平面上，物块A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是()A．在0～1 s内，外力F不断增大B．在1～3 s内，外力F的大小恒定C．在3～4 s内，外力F不断减小D．在3～4 s内，外力F的大小恒定4.一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是()A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小三、计算题1．质量为100 t的机车从停车场出发，经225 m后速度达到54 km/h，此时司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶125 m才停在站上，设运动过程中阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力的大小．2．如图所示，质量M＝10 kg、倾角θ＝30°的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，动摩擦因数μ＝0.02，在木楔的斜面上，有一质量m＝1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行距离s＝1.4 m时，其速度v＝1.4 m/s.在此过程中木楔没有动，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．(g＝10 m/s2)答案1．D 2．B3．D4．B5．A6．C1．BC2．AC3．BC 4．BC 1．1.4×105 N 2．0.61 N，方向水平向左。
牛顿二定律
牛顿二定律牛顿第二运动定律是指物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
该定律由艾萨克·牛顿于1687年在《自然哲学的数学原理》一书中提出，和第一、第三定律共同组成了牛顿运动定律，阐述了经典力学中基本的运动规律。
1定律定义牛顿在《自然哲学的数学原理》发表的原始表述：动量为的质点，在外力的作用下，其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比，并与外力的方向相同;常见表述：物体加速度的大小与合外力成正比，与物体质量成反比(与物体质量的倒数成正比)。
加速度的方向与合外力的方向相同。
牛顿第二运动定律可以用比例式来表示，也可以用等式来表示，即∑F=kma，其中k是比例系数;只有当F以牛顿、m以千克、a以m/s²为单位时，∑F=ma成立。
2定律特点牛顿第二运动定律有五个特点：瞬时性：牛顿第二运动定律是力的瞬时作用效果，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。
矢量性：是一个矢量表达式，加速度和合力的方向始终保持一致。
独立性：物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与其他力无关，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度，合加速度和合外力有关。
因果性：力是产生加速度的原因，加速度是力的作用效果h 故力是改变物体运动状态的原因。
等值不等质性：虽然，但不是力，而是反映物体状态变化情况的;虽然，仅仅是度量物体质量大小的方法，3实验验证牛顿第二运动定律实验是物理中的一个很基础、必要的验证性实验，涉及到检验一个物理定律或规律的基本途径和方法，因此对于其实验精度往往有特殊的要求。
牛顿第二运动定律验证实验，就是测量在不同的作用下运动系统的加速度，并检验二者之间是否符合上述关系。
利用现代的实验教学设施改进和补充原来的实验手段，更能体现出物理学的科学素养和科学态度。
相对论下的牛顿第二定律
相对论下的牛顿第二定律
1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F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.公式:F合=ma
3.几点说明:
(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
(2)F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向反正方向。
(3)根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物本所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max，Fy=may列方程。
4.牛顿第二定律的五个性质:
(1)同体性:F合、m、a对应于同一物体。
(2)矢量性:力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。
牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度
的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。
牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。
(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。
地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
(5)独立性:作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的失量和等于合外力产生的加速度。
牛顿第二定律
牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．2.公式：F=ma3、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．（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【例1】如图所示，轻绳跨过定滑轮（与滑轮问摩擦不计）一端系一质量为m 的物体，一端用P N 的拉力，结果物体上升的加速度为a 1，后来将P N 的力改为重力为P N 的物体，m 向上的加速度为a 2则（ ）A ．a 1＝a 2 ；B ．a 1＞a 2 ；C 、a 1＜a 2 ；D ．无法判断简析：a 1＝P/m ，a 2=p/（m ＋gP ）所以a 1＞a 2 注意： F ＝ma 关系中的m 为系统的合质量．二、突变类问题（力的瞬时性）（1）物体运动的加速度a 与其所受的合外力F 有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，而与这一瞬时之前或之后的力无关，不等于零的合外力作用的物体上，物体立即产生加速度；若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即（同时）改变；若合外力变为零，加速度也立即变为零（物体运动的加速度可以突变）。
（2）中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性：A ．轻：即绳（或线）的质量和重力均可视为等于零，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张为大小相等。
牛顿第二定律
牛顿第二定律即牛顿第二运动定律物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
而以物理学的观点来看，牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”，即动量对时间的一阶导数等于外力之和。
牛顿第二定律说明了在宏观低速下，比例式表达：a∝F/m，F∝ma；用数学表达式可以写成F=kma，其中的k为比例系数，是一个常数。
但由于当时没有规定多大的力作为力的单位，比例系数k的选取就有一定的任意性，如果取k=1，就有F=ma，这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式。
1英文名称Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration2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，且与物体质量的倒数成正比。
加速度的方向跟作用力的方向相同.在国际单位中，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1m/s²加速度的力，叫做1N。
即1N=1kgm/s²。
3公式F合=ma注：单位为N（牛）或者kgm/s²（千克米每二次方秒）动量为p的物体，在合外力为F的作用下，其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
用通俗一点的话来说，就是以t为自变量，p为因变量的函数的导数，就是该点所受的合外力。
即：而当物体低速运动，速度远低于光速时，物体的质量为不依赖于速度的常量，所以有这也叫动量定理。
在相对论中F=ma是不成立的，因为质量随速度改变，而依然适用。
由实验可得在加速度一定的情况下，在质量一定的情况下。
（只有当F以N，m以kg，a以为单位时，F合=ma成立）牛顿第二定律可以用比例式来表示，这就是：a∝F/m 或F∝ma这个比例式也可以写成等式：其中k是比例系数。
[1]（详见高中物理人教版教材必修一p74页）简介1、牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
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牛顿第二定律的性质
1. 2. 因果性：力是产生加速度的原因。若不存在力，则没有 加速度。 矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体 所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一 致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。 根据他的矢量性可以用正交分解法讲力合成或分解。
牛顿第二定律的适用范围
2. 由于牛顿动力学方程不是洛伦兹协变的，因而不能和狭 义相对论相容，因而当物体做高速移动时需要修改力， 速度，等力学变量的定义，使动力学方程能够满足洛伦 兹协变的要求，在物理预言上也会随速度接近光速而与 经典力学有不同。 但我们仍可以引入“惯性”使牛顿第二定律的表示形式 在非惯性系中使用。
目录
1. 牛顿第二定律
a) 内容 b) 公式 c) 几点说明
2. 牛顿第二定律的性质 3. 牛顿第二定律的适用范围 4. 牛顿第二定律的应用
a) b) c) d) 连接体问题 瞬时性问题 临界问题 解题思路
牛顿第二定律
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。
牛顿第二定律的适用范围
1. 当考察物体的运动线度可以和该物体的德布罗意波长相 比拟时，由于粒子运动不准确性原理（即无法同时准确 测定粒子运动的方向与速度），物体的动量和位置已经 是不能同时准确获知的量了，因而牛顿动力学方程缺少 准确的初始条件无法求解。也就是说经典的描述方法由 于粒子运动不准确性原理已经失效或者需要修改。量子 力学用希尔伯特空间中的态矢概念代替位置和动量（或 速度）的概念（即波函数）来描述物体的状态，用薛定 谔方程代替牛顿动力学方程（即含有力场具体形式的牛 顿第二定律）。
牛顿第二定律的应用
例2：如图4所示，木块A与B用一轻弹簧相连，竖 直放在木块C上。三者静置于地面，它们的质量之 比是1∶2∶3。设所有接触面都光滑，当沿水平方 向迅速抽出木块C的瞬时，A和B的加速度aA、aB 分别是多少？
由题意可知，原来木块A和B都处受力平衡状 态，当突然抽出木块C的瞬间，C给B的支持 力将不复存在，而A、B间的弹簧还没有来得 及发生形变，仍保持原来弹力的大小和方向。
牛顿第二定律的应用
设木块A的质量为m，B的质量则为2m。 抽出木块C前木块，A、B的受力分别如图5， 6所示。
抽出木块C后，A的受力情况在瞬间不会发生 变化，仍然保持原有的平衡状态，则aA=0。 抽出木块C后，对B木块来说，N消失了。 则（方向竖直向下）
牛顿第二定律的应用
三、临界问题
某一物理现象转化为另一物理现象的转折 状态叫临界状态，临界状态可理解为“恰好出 现”或“恰好不出现”的交界状态。处理临界 问题的关键是要详细分析物理过程，根据条件 变化或状态变化，找到临界点或临界条件，而 寻找临界点或临件常常用到极限分析的思维方 法。
牛顿第二定律的应用
在竖直方向上，应有： T=m2g ……② 隔离m1，受力如图3所示 在水平方向上，应有： T′=m1a……③ 由牛顿第三定律 T′用
二、瞬时性问题
当一个物体（或系统）的受 力情况出现变化时，由牛顿第二 定律可知，其加速度也将出现变 化，这样就将使物体的运动状态 发生改变，从而导致该物体（或 系统）对和它有联系的物体（或 系统）的受力发生变化。
4.
牛顿第二定律的性质
5. 相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中， 当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样 的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀 速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只 在惯性参照系中才成立。 同一性：a与F与同一物体某一状态相对应。
6.
牛顿第二定律的应用
一、连接体问题
两个或两个以上物体相互连接并参与运 动的系统称为有相互作用力的系统，即为连 接体问题，处理非平衡状态下的有相互作用 力的系统问题常常用整体法和隔离法。 当需要求内力时，常把某个物体从系统中 “隔离”出来进行研究，当系统中各物体加速 度相同时，可以把系统中的所有物体看成一个 整体进行研究。
公 式：F合=ma （a=m/s2）
牛顿第二定律
几点说明：
• 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、 同时消逝。 • F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力 或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向反正方向。 • 根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动 的问题时，可将物本所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分 别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。 • 虽然在牛顿力学中第二定律被称为定律，但是牛顿第二定律实际上可 以看作为牛顿力学中力的定量定义，只有当给出力的具体形式后才能 构成动力学方程预测物体的行为。
牛顿第二定律的应用
例3：如图7所示，倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平 行于斜面的细绳系于斜面上，斜面体放在水平面上
（1）要使小球对斜面无压力，求斜面体运动的加速度范围，并说 明其方向。 （2）要使小球对细绳无拉力，求斜面体运动的加速度范围，并说 明其方向。 解答：为了确定小球对斜面无压力或对细绳无拉 力时斜面体的加速度，应先考虑小球对斜面体或对 细绳的弹力刚好为零时的受力情况，再求出相应的 加速度。
牛顿第二定律的性质
3. 瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时， 作为由力决定的加速度的大小或方向也要同时发生突变； 当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保 持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律， 表明了力的瞬间效应。 独立性：物体所受各力产生的加速度，互不干扰，而物 体的实际加速度则是每一个力产生加速度的矢量和，分 力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵循牛顿第 二定律。
牛顿第二定律的应用
例1：如图1所示的三个物体质量分别为m1，m2和m3。带 有滑轮的物体放光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩 擦以及绳子的质量均不计。为使三个物体无相对滑动， 试求水平推力F的大小。
由题意可知，三个物体具有向右的相同的加速度，设为a， 把它们三者看成一个整体，则这个整体在水平方向只受外 力F的作用。 由牛顿第二定律，即： F=（m1+m2+m3）a ……① 隔离m2，受力如图2所示