牛顿第二定律的应用知识点总结和练习(最新整理)

一、课堂导入

谁说“百无一用是书生”，21世纪最重要的是什么？最缺的是什么？————人才。我们学过了牛顿第二定律，它不是只是纸上谈兵，有很多的应用，可以解决生活中很多的问题，今天我们就来看看牛顿的第二定律到底有什么用。

二、新课传授

1、已知物体的受力情况，求解物体的运动情况。

处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的

位移和速度，也就是确定了物体的运动情况。流程图如下

:

2

、已知物体的运动情况，求解物体的受力情况。

处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况。流程图如下:

题型一：已知物体的运动情况分析物体的受力情况

【例1】（★★★）质量为100t的机车从停车场出发，做匀加速直线运动，运动225m后，速度达到54km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶了125m才停在站上。设机车所受阻力不变，求机车关闭发动机前所受到得牵引力。

【答案】1.4×105N

【解析】火车的运动情况和受力情况如图所示

加速阶段：v0=0，v t=54km/h=15m/s，s1=225m

由运动学公式：2

2

2

1

2

1

1

0.5m/s

m/s

225

2

15

2s

=

⨯

=

=

v

a

由牛顿第二定律得：N

1050.5N 10m f F 4

51⨯=⨯==-a 减速阶段：以运动方向为正方向，v 2=54km/h=15m/s ，s 2=125m ，v 3=0故222

22220.9m/s m/s 12521502s 0-=⨯-=-=v a 由牛顿第二定律得：-f=m a 2

故阻力大小f= - m a 2= -105×(-0.9)N=9×104N

因此牵引力F=f+m a 1=（9×104+5×104）N=1.4×105N

【例2】（★★★）如图所示质量为m 的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为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，则F

的大小为多少？【答案】α

μαα

μαsin cos cos sin F +++=mg mg ma 【解析】 以物体为研究对象，受力分析如右下图所示，正交分解，

由牛顿第二定律得：ma =--==f mgsin Fcos f -Gx -Fy F x αα合0

sin cos N Fy -Gy -N F y =--==ααF mg 合 又N

f μ=联立以上三式得：α

μαα

μαsin cos cos sin F +++=mg mg ma 变式训练：如图所示，电梯与水平面的夹角为30°，当电梯向上运动时，人对电梯的压力是其重力的倍，则人与电梯间的摩擦力是重力的多少倍？65

【答案】5

3=mg f 【解析】 人在电梯上受到三个力的作用：重力m g 、支持力N 、摩擦力f ，如图1所示，以水平向右为x 轴正方向建立直角坐标系，分解加速度如图2所示，并根据牛顿第二定律列方程有

图1 图2

解得5

3=mg f 例２. 一位滑雪人质量m ＝75kg ，以Vo=2.0 m/s 的初速度沿 山坡加速滑下，山坡的倾角θ＝37°，5s 内滑下的路程是60m ，求滑雪板和雪地间的动摩擦因数。

练习1：小球用一细线系于车厢顶部，相对静止地随车一起运动，已知线与竖直方向的夹角为θ，求车厢运动的加速度。

a=gtan θ方向向左，向左加速或向右减速

练习2、如图所示，小车在水平面上，以加速度a 向左做匀加速直线运动，车厢内张紧的两绳OA 、OB 系住一个质量为m 的物体，OA 与竖直方向的夹角为θ，OB 水平，求两绳的拉力各是多少？

T OA ＝mg/cos θ T OB =mgtan θ-ma

思考：若a ＝gtan θ，会出现什么情况，若大于呢？

练习4、如图所示，水平放置的传送带以速度v ＝2m/s 向右运动，现将一小物体轻轻地放在传送带的A 端，物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，若A 端与B 端相距4m ，求物体由A 运动到B 所需要的时间。

答案：2.5s

题型二：已知物体的受力情况分析运动情况

【例3】（★★★）一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg ，受水平拉力 F=6 N 的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ= 0. 2，求物体2 s 末的速度及2 s 内的位移。（g 取 10 m/s 2 ）

【答案】2 m /s 2m

【解析】以物体为研究对象，物体在水平方向上受到水平拉力F 以及与拉力方向相反的摩擦力f ，由牛顿第二定律得： F-f=m a ……①

又f=μN=μmg ……②

由以上两式得a =1 m /s 2

由运动学公式得物体2s 末的速度v t =a t=2 m /s ；2s 内的位移=2m 。22

1at s 【例3】（★★★）一只装有工件的木箱，原来是静止的质量m=40kg,现以200Ｎ的斜向右下方的力Ｆ推木箱，Ｆ的方向与水平面成θ＝37°角，使木箱沿水平地面运动，木箱与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2求木箱在2s 末的速度和位移。

三、巩固训练

1．（★★★）汽车刹车前的速度为10m /s ，刹车时地面的滑动摩擦因素为μ=0.4，则汽车紧急刹车t=3s 后，汽车的位移是（ ）

A ．15m

B ．12.5m

C ．12m

D ．无法确定

【答案】B

2．（★★★） 如图一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，可以证明出此时斜面不受