牛顿第二定律 讲义
《牛顿第二定律的应用》 讲义
《牛顿第二定律的应用》讲义一、牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律是经典力学中的核心定律之一，它描述了物体的加速度与作用在物体上的合力以及物体质量之间的关系。
其表达式为：F ＝ma，其中 F 表示合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，当物体受到合力的作用时，就会产生加速度。
而质量则是物体惯性的量度，质量越大，物体的惯性越大，越不容易改变其运动状态。
二、牛顿第二定律在直线运动中的应用1、匀变速直线运动当物体在一条直线上受到恒定的合力作用时，将做匀变速直线运动。
比如，一个在光滑水平面上受到水平恒力作用的物体，其加速度恒定。
根据牛顿第二定律，可以计算出加速度的大小，再结合运动学公式，就能够求解物体在不同时刻的速度、位移等物理量。
例如，一个质量为 5kg 的物体，受到一个水平向右的 20N 的力，求5s 末物体的速度和位移。
首先，根据牛顿第二定律计算加速度 a ＝ F／ m ＝ 20 ／ 5 ＝ 4 m/s²。
然后，根据速度公式 v ＝ v₀＋ at（假设初速度 v₀＝ 0），可得 5s 末的速度 v ＝ 4 × 5 ＝ 20 m/s。
再根据位移公式 s ＝ v₀t ＋ 1/2 at²（假设初速度 v₀＝ 0），可得 5s 内的位移 s ＝1/2 × 4 × 5²＝ 50 m。
2、非匀变速直线运动当物体所受合力随时间变化时，物体将做非匀变速直线运动。
此时，需要根据合力随时间的变化关系，结合牛顿第二定律，求出加速度随时间的变化关系，进而求解物体的运动情况。
比如，一个物体在竖直方向上受到重力和随时间变化的向上拉力作用。
在不同时刻，拉力的大小不同，通过牛顿第二定律求出加速度的变化，再利用积分等数学方法，就可以求出物体在一段时间内的位移和速度。
三、牛顿第二定律在曲线运动中的应用1、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
《牛顿第二定律的应用》 讲义
《牛顿第二定律的应用》讲义牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它揭示了物体的加速度、质量和作用力之间的关系。
在物理学的众多领域以及实际生活中，牛顿第二定律都有着广泛而重要的应用。
一、牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式为：F ＝ ma ，其中 F 表示作用在物体上的合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
这个公式表明，当物体所受合力不为零时，物体将产生加速度，加速度的大小与合力成正比，与物体的质量成反比。
二、在直线运动中的应用1、匀加速直线运动当物体在一条直线上受到恒定的合力作用时，它将做匀加速直线运动。
例如，一辆汽车在牵引力恒定的情况下在水平道路上行驶。
已知汽车的质量为 m ，牵引力为 F ，行驶过程中受到的阻力为 f ，则合力F 合＝ F f 。
根据牛顿第二定律，加速度 a ＝（F f) ／ m 。
通过这个加速度，可以计算出汽车在任意时刻的速度和位移。
2、匀减速直线运动当物体在一条直线上受到与运动方向相反的恒定合力时，它将做匀减速直线运动。
比如，一个在水平面上滑行的木块，受到摩擦力的作用逐渐减速。
假设木块的质量为 m ，摩擦力为 f ，则合力 F 合＝ f ，加速度 a ＝ f ／ m 。
三、在曲线运动中的应用1、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
在竖直方向上，物体只受到重力的作用，根据牛顿第二定律，加速度 a ＝ g 。
通过这个加速度，可以计算出物体在竖直方向上的速度和位移。
2、圆周运动在圆周运动中，物体需要受到一个指向圆心的向心力来维持运动。
例如，一个小球在绳子的牵引下做圆周运动，绳子的拉力提供了向心力。
设小球的质量为 m ，线速度为 v ，圆周运动的半径为 r ，则向心力 F 向＝ m v²／ r 。
根据牛顿第二定律，这个向心力会产生向心加速度 a ＝ v²／ r 。
四、在日常生活中的应用1、交通运输汽车的加速、减速性能与牛顿第二定律密切相关。
牛顿第二定律ppt课件
弹力能突变
（形变量微小） 恢复需要时间短
五、瞬时性问题 3.基本思路
①分析原状态下物体受力 ➢ 列方程（平衡；F=ma）
②分析当状态变化瞬间，哪些力变化，哪些力不变
剪断细绳、剪断弹簧、抽出木板、撤去某力等 ③分析状态变化瞬间的F合，利用F合=ma求瞬时a
【例】(多选)甲、乙二个小球均处于静止状态,甲、乙间通过轻
③瞬时性：a与F合对应同一时刻,同时产生、变化、消失。 ④同体性：F=ma中，F、m和a对应同一物体（同一系统）。
物体受到的每一个力都产生加速度，且彼此 ⑤独立性：独立互不影响。
物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。
2.加速度二个公式的比较
决定式 a F
大小： a F, a 1
m
m 方向： a与F合方向一致
2.牛顿的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的 加速度的力叫1N。
3.国际单位制中，牛顿第二定律的表达式 F ma 注：①利用牛二 F ma 计算时，统一为国际单位
②a一般以地面为参考系 ③F一般指合力
三、对牛顿第二定律的理解 1.五个性质 ①因果性：F是产生a的原因。
②矢量性：F=ma是矢量式，应用时应先规定正方向。 a与F合的方向相同
为2m、m,重力加速度为g,将甲与乙间的弹簧剪断瞬间,二个小球
的加速度大小为( BC )
A.a甲＝1.5g C.a乙＝g
B.a甲＝0 D.a乙＝0
➢ 合成法 （适用于二力）
利用 F合 ma ，由a的方向确定F合
的方向，以F合为对角线做平行四 边形
【例】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球， 在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏 过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大 小就能确定列车的加速度在某次测定中，悬线与竖直 方向的夹角为θ，求列车的加速度。
牛顿第二定律 课件
• 2．对牛顿第二定律的理解
• (1)同体性：加速度、合外力和质量是对应于同一个物体的， 所以分析问题时一定要确定好研究对象，把研究对象全过 程的受力情况都搞清楚．
• (2)因果性：力是产生加速度的原因，物体的加速度是力这 一外因和质量这一内因共同作用的结果．
• (3)矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相 同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定．
• C．物体从A到B加速度越来越小
• D．物体从A到B加速度先减小后增加
• 【分析】 因为速度变大还是变小，取决于速度方向和加 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)，而加速度由合力决定，所以要分析v、a的变化情 况，必须先分析物体受到的合力的变化情况．
• 【解析】 物体从A到B的过程中，水平方向一直受到向 左的滑动摩擦力作用，大小不变；还一直受到向右的弹簧 的弹力，从某个值逐渐减小为0.开始时，弹力大于摩擦力， 合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越 小；到A、B间的某一位置时，弹力和摩擦力大小相等、 方向相反，合力为0，速度达到最大；随后，摩擦力大于 弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反， 物体开始做减速运动．所以，小物体由A到B的过程中， 先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动， 正确选项为B、D.
• 【答案】 BD
• 3.要研究物体在力的作用下做什么运动，必须知道物体在 不受力的情况下处于怎样的运动状态，所以牛顿第一定律 是研究力学的出发点，是不能用牛顿第二定律来代替的．
题型 1
牛顿第二定律的应用方法和步骤
•
例 1 如图所示，自动扶梯与水平面夹角为θ，上面
站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动
牛顿第二定律(教学课件)(完整版)
考点二：利用牛顿第二定律分析动态过程
【变式练习 2】“蹦极”是一项非常刺激的体育运动。近几年，越来越受
到年轻人的喜欢。如图所示，某人身系弹性绳自高空 P 点自由下落，a
点是弹性绳为原长时人的位置，b 点是人静止悬吊时的位置，c 点是人所
到达的最低点，且 ab<bc。假设弹性绳产生的弹力与伸长量之间的关系
遵循胡克定律，不计空气阻力，人可视为质点。则人从 P 点落下运动到 c
点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从 a 到 c 点，人处于超重状态
B．在 a 点，人的速度最大
C．在 c 点，人的加速度为零
D．从 a 到 c 点，人的加速度先减小后增加
考点二：利用牛顿第二定律分析动态过程
【解析】A．b 点是人静止悬吊时的位置，到 b 点时重力与弹力大小相等，故从 a 到 b 点， 重力大于弹力，人加速度向下，处于失重状态，故 A 错误；B．到 b 点时重力与弹力大小相 等，到 b 点前加速度竖直向下，人加速下落，再向下运动，弹力大于重力，人做减速运动， 故在 b 点，速度最大，故 B 错误；C．在 c 点，弹力大于重力，人的加速度竖直向上，故 C 错误；D．根据以上分析可知，从 a 到 c 点，人的加速度先向下减小后向上增加，故 D 正确。 故选 D。
在地铁列车车厢里竖直扶手上。在地铁列车运动的某段过程中，他观察
到细绳偏离了竖直方向，并相对车厢保持静止。他用手机拍摄了当时情
景，如图所示，拍摄方向跟地铁列车运动方向垂直。根据这张照片，你
能推断出这段过程中地铁列车（ ）
A．向左运动
B．向右运动
C．加速度向左
D．加速度向右
考点二：利用牛顿第二定律分析动态过程
【解析】静止时，弹簧弹力为 F 2mg 突然剪断细绳，细绳弹力瞬间消失，对小球 A mg F maA
3.3牛顿第二定律ppt课件
⑵由 F＝ma可知，只有F一定的前提下， m才与a成反比。
力是产生加速度的原因
物体受到外力时才有的加速度
矢量性
瞬时性
课堂讲义
针对训练 初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动情况为 ( ) A．速度不断增大，但增大得越来越慢 B．加速度不断增大，速度不断减小 C．加速度不断减小，速度不断增大 D．加速度不变，速度先减小后增大
课堂讲义
(3)同体性：
公式F＝ma中a、F、m都是针对同一物体而言的．
(4)独立性：
当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为
课堂讲义
3．合外力、加速度、速度的关系
(1)力与加速度为因果关系，但无先后关系，力是因，加速度是果．加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比．
此时牛顿第二定律表达式中的系数才是1.
一、对牛顿第二定律的理解
课堂讲义
1．表达式：
F＝ma，F指合外力．
2．对牛顿第二定律的理解
(1)瞬时性：
a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系．
(2)矢量性：
F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同．
课堂讲义
x
y
G
FN
Ff
F1
F2
在水平方向： 在竖直方向：
Fcos 37°－Ff＝ma
FN＋Fsin 37°＝mg
Ff＝μFN
a＝0.5 m/s2
牛顿第二定律ppt课件
复习巩固
1、牛顿第一定律的内容 2、力与运动的关系 3、加速度的定义式
思考1:加速度的大小与哪些因素有关？
大量的实验研究指出，物体的加速度跟受到的 作用力成正比， 跟物体的质量成反比，即
F＝kma
a
a
F
1/m
思考2：你能否想个办法把F＝kma中的k 消掉？
如果一个力作用在1 kg的物体上，使物体产生的 加速度为1 m/s2 ，我们即定义这个力的大小是1 N，即
1牛=1千克 · 米/秒2
可见，如果都用国际单位制的单位，在上 式中就可以使k=1，上式简化成
F ＝ma
牛顿第二定律
1、内容： 物体的加速度大小跟它受到的作用 力成正比， 跟它的质量成反比，加 速度方向跟作用力方向相同
2、表达式： F＝ma
3、单位： 千克米每二次方秒（kg*m/s2 ）或 牛顿，简称牛（N）， 1 kg*m/s2 = 1 N
2、表达式：F＝ma
3、单位： 1 kg*m/s2 = 1 N 4、性质：同体性 矢量性 瞬时性 独立性 因果性
5、适用范围： 宏观、低速、惯性参考系
2、下面的哪些说法不对？为什么？ A.物体所受的合外力越大,加速度越大。 B.物体所受的合外力越大,速度越大。 C.物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐 渐减小，物体的速度逐渐减小。 D.物体的加速度大小不变时，物体所受合外力为恒力。
3、关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正 确的是( ) A．物体所受合力为0，物体一定处于静止状态 B．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 C．物体所受合力不为0时，物体的速度一定不为0 D．物体所受的合力不变且不为0，物体的运动状态一定 变化
牛顿第二定律ppt课件
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、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、力的单位
F ＝k ma
【解析】虽然 F＝ma 表示牛顿第二定律，但 F 与 a 无关，因 a 是由 m 和 F 共同决定的，即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述，可知选项 A、B 错误，C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 （1）因果性：F合 是 a 产生的原因 （2）矢量性：a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段，汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F－F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得：a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象； 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
牛顿第二定律 课件
【答案】 FN＝mg＋masinθ f＝macosθ
(1)题目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 斜向上，梯的台面是水平的， 所以梯对人的支持力 FN 竖直向上，人受到的重力 mg 竖直向下， 由于仅靠 FN 和 mg 不可能产生斜向上的加速度，因此可判定扶 梯对人有水平方向的静摩擦力 f.
如图甲所示，自动扶梯与水平面夹角为 θ，上面站着质量 为 m 的人，当自动扶梯以加速度 a 加速向上运动时，求扶梯对 人的弹力 FN 和扶梯对人的摩擦力 f.
【思路启迪】 (1)扶梯对人的摩擦力是哪个方向？怎么判 定？(2)扶梯对人的弹力和重力相等吗？为什么？
【规范解答】 这是一个动力学问题，人受到竖直向下的重 力 mg、竖直向上的支持人 FN 和水平向右的摩擦力 f，因为人的 加速度方向沿扶梯向上，所以人所受的这三个力的合力方向也沿 扶梯向上．
1．它们的共同点是：质量忽略不计，都因发生弹性形变产 生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．
2．它们的不同点是：
弹力表现形式
弹力方向
弹力能否突变
轻绳
拉力
沿绳收缩方向
能
轻杆 拉力、支持力
不确定
能
轻弹簧 拉力、支持力 沿弹簧轴线
不能
橡皮条
拉力
沿橡皮条收缩方向
不能
分析物体在某时刻的瞬时加速度，关键是分析这一时刻的 受力情况和运动情况，明确哪些力不变，哪些力又发生突变，再 用牛顿第二定律求出瞬时加速度．
(1)牛顿第二定律给出了力和加速度的对应关系，即合力 决定物体的加速度，但合力与物体的速度无直接关系．
牛顿第二定律 课件
一、牛顿第二运动定律
力与质量和加速度的关系
物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成反， 加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同
牛顿第二定律用数学式子表示就是：
a ∝ F/m
或者： F ∝ ma
进一步可以将表达式改为：
F = k ma 其中 k 为比例常数
其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个 力作用时，这时F 表示合力。
4、独立性：每个力都独立产生各自的加速 度，与其它力无关，物体实际运动的加速 度为这些加速度的矢量和，即合力产生合 加速度。
小试牛刀：
如图所示，质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦
因数为μ=0.20。现对它施加一向右与水平方向成37°、
大小为20N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体
运动的加速度大小。 解：对物体受力分析
x方 Fx合= Fx—f
向：
f
y方向：Fy合= Fy + FN — mg
y FN
Fy
F
x ）37°
Fx
=0
所以 F合= Fx合
又 f=μ FN
mg
代入数据联立得a=2.6m/s2
例题： 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车， 当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下 来。停下来后汽车又重新起步加速，设加速时牵引 力为2000N，假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 求：(1)汽车受到的阻力的大小
F1y
F1
F合=F1x+F2x
=F1cos60°+F2cos60°
=10N. 由F合=ma得:
o 600 F1x 600 F2x
x
a F合 10 N 5m / s2 m 5kg
牛顿第二定律ppt课件
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
● （1）根据题意选取研究对象．
● （2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出示意
图．
● （3）建立直角坐标系，分别求出两个方向的合力．
● （4）根据牛顿第二定律列出方程，代入数值求解方程．
牛顿第二定律小结
内容：物体的加速度与合外力成
正比，与物体的质量成反比。加
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
典例3 （瞬时性）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，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为（取向下为正方向）
（ C）
A．0，g
B．-g，g
C．-2g，g
D．2g，0
轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，
● 针对训练 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1 kg（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
（2）求悬线对球的拉力大小．
解析：（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度
体加速度的大小（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
解析：选取物体为研究对象，对其受力分析如图所示．
在水平方向：F cos 37°-Ff=ma． ①
在竖直方向：FN+Fsin 37°=mg． ②
又因为Ff=μFN． ③
解①②③可得：a=0.5 m/s2．
牛顿第二定律的应用
物体将（ B ）
《牛顿第二定律》-完整ppt课件
列几种描述中，正确的是 [
]
• A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大 速度越来越小，最后等于零
• B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度 先增加后减小直到为零
• C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处， 加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N，方向水平向左 的拉力F2，则物体的加速度是多大？(0)
(3)3s后物体的加速度为0，那是不是说3s后F1不再产生加速 度了呢？
物体受到几个力的作用时，每 个力各自独立地使物体产生一个 加速度，就像其他力不存在一样， 这个性质叫做力的独立性原理。 物体的加速度等于各个分力分别 产生的加速度的矢量和。
(sin37° =0.6,cos37° =0.8， g=10m/s2 。)
35
拓展题：
1.光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始 受到一水平向右的接力F ，F随时间变化图如下，要求作出速 度时间图象。
3 F/N
2
1
0
t/s
1 2 34
v(m/s)
3
2
1
0
1
2 34
t(s)
36
• 2、如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质
16
练习二：
质量为1kg 的物体受到两个大小 分别为2N 和4N 的共点力作用。则物 体的加速度大小可能是 A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2
D答、案2：ABC
17
例1：光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，
受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这
牛顿第二定律ppt课件
把某个物体从系统中“隔离”出来，将其作为研究对象进行分析的方法称为隔
离法.
多数情况下是把力正交分解到加速度 的方向上和垂直于加速度的方向上
感谢观看
Thank you
物体位于B 点时，弹簧处于自由伸长状态
A
B
C
物体从A到B的过程中，合
力越来越小，加速度越来
m
越小，某刻合力为零，物
体速度达到峰值，后续物
体将做减速运动
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
a v t
大小
与v、∆v大小无关 由 ∆v/∆t 决定
方向
与∆v方向一致
a F合 m
与 F合 成正比 与 m 成反比
比，加速度的方向跟作用力的方向相同.
（2）表达式：a F 或 F ma ，F kma（各物理量单位未知时），其中 k 为比例系数，F 指m物体所受的合力.
三个物理量对应同一研究对象
当 k = 1 时，牛顿第二定律可以表 述为 F = ma，1 N =1 kg·m/s2
学习目标
情境导入
新课讲解
蚂蚁的困惑： 从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是蚂 蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，牛顿第二定律是否错了？
这里的 F 指的 是合力
静摩擦力f 推力F
咦， F＝ma，
加速度去哪 了？
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
合外力决定加速度的大小和方向
物体质量一定时，物体受到的合外力越大，物体的加 速度就越大，但是物体速度不一定越大
在竖直方向有 FT cosθ ＝ mg （1）
Fx
人教版2019高中物理4.3牛顿第二定律 课件(共25张PPT)
FN
分析小车的受力
f
a2
mg
a1-a2=a合 F
a1
独立性
物体实际的加速度为每个力产生的加速度的矢量和
二、对牛顿第二定律的理解： 1、同体性： 即 F、m 、a是对应同一个物体或系统而言的 2、矢量性： 物体受力方向决定物体的加速度方向，加速度
a 的方向与力F的方向是一致的
3、同时性： F、a是对应同一时刻 5、因果性：力是产生加速度的原因，力决定加速度
4、独立性：分力产生分加速度，合力产生合加速度
项目 公式类别 对应关系
定义式
决定式
a与 没有 a与F有瞬时对 直接对应关系 应关系
基础训练1：根据牛顿第二定律，下列叙述正确是（ ） A、只要物体受力就有加速度 B、只要合力不为零就有加速度 C、如果物体质量很小，哪怕所受合力为零，也会有加速度 D、物体的加速度与其质量成正比，与所受合力成反比
F
1
F
2
课后训练4：质量为m的物体从高处由静止释放后竖直下落， 在某一时刻受到的空气阻力为f，加速度为 a＝ g，则f的 大小为多少？
二、对牛顿第二定律的理解： 1、同体性： 即 F、m 、a是对应同一个物体或系统而言的 2、矢量性：物体受力方向决定物体的加速度方向，加速度
a 的方向与力F的方向是一致的
F发生变化时，a随即也要发生变化， 即:a与F同生,同灭,同变化.
同时性
思考4：牛顿第二定律中指出加速度与力成正比， 能否说成力与加速度成正比，为什么？
不能，力是产生加速度的 原因，力决定加速度
因果性
思考5：一恒力F作用在质量为m的小车上，小车沿着粗 糙地面向右做匀加速直线运动，是否只有一个加速度?
的速度时关闭发动机，经过t=70s停FN下来，汽车受到的阻力F阻是多少？
第三章 第2课时 牛顿第二定律(解析版)-2025年物理大一轮复习讲义
第三章运动和力的关系第2课时 牛顿第二定律学习目标1.掌握牛顿第二定律的内容及公式，能够应用牛顿第二定律解决问题。
2.会利用牛顿第二定律对超重、失重、瞬时加速度问题进行分析计算．3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题．考点01 牛顿第二定律一、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F＝kma，其中力F指的是物体所受的合力．3．牛顿第二定律的四个性质(1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度．(2)矢量性：F＝ma是一个矢量式．物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同．(3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失．(4)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．二、力的单位1．力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N.2．“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1 kg·m/s2.3．在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma.[典例1·对牛顿第二定律的理解的考查](多选)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，物体所受的合外力与物体的质量和加速度成正比B．由m＝Fa可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝Fm可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比D．由m＝Fa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得答案 CD解析 牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，作用在物体上的合外力，可由物体的质量和加速度计算，并不由它们决定，A错误；质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力无关，B错误；由牛顿第二定律知加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比，m可由其他两量求得，C、D正确．[拓展训练]关于牛顿第二定律，以下说法正确的是( )A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体所受的合力一定大B．牛顿第二定律说明了质量大的物体的加速度一定小C．由F＝ma可知，物体所受到的合力与物体的质量成正比D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致答案 D解析 加速度是由合力和质量共同决定的，故加速度大的物体所受的合力不一定大，质量大的物体的加速度不一定小，选项A、B错误；物体所受到的合力与物体的质量无关，选项C 错误；由牛顿第二定律可知，同一物体的加速度与物体所受的合力成正比，并且加速度的方向与合力方向一致，选项D正确．考点02 牛顿第二定律的简单应用1．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．2．应用牛顿第二定律解题的方法(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，物体所受合力的方向即加速度的方向．(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合力．①建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程F x＝ma，F y＝0(或F x＝0，F y＝ma)．②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a .根据牛顿第二定律{F x ＝ma x F y ＝ma y列方程求解．[典例2·对牛顿第二定律的简单应用的考查](2022·全国乙卷·15)如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L 。
牛顿第二定律说课PPT
分析数据，得出结论。根据实验数据，分析加速度与力和质量的关系，得出结论并与牛顿第二定 律的理论值进行比较。
05
学生互动与答疑
学生提问环节
总结词
鼓励学生提问，提高课堂参与度
详细描述
在牛顿第二定律的说课中，教师应当鼓励学生主动提问，表达自己的疑惑和见解。这样可以激发学生 的学习兴趣，提高他们的课堂参与度，同时也有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略。
在小组实验中，我学会了与他人 合作，合理分工，共同完成任务
。
对未来学习的展望
深入研究牛顿第二定律的应用
加强实验技能训练
我希望在未来的学习中，能够进一步探索 牛顿第二定律在各个领域的应用，例如在 航天、机械、物理等方面的应用。
我希望能够有更多的机会进行实验操作， 提高自己的实验技能和数据处理能力。
拓展知识面
通过本节课的学习，我深入理解 了牛顿第二定律的内容和意义， 掌握了其表述方法和应用范围。
掌握了实验技巧
通过实验操作，我学会了如何正 确使用实验器材，如何控制实验 条件，以及如何处理实验数据。
提高了解决问题的能力
通过分析和解决实验中遇到的问 题，我提高了自己的逻辑思维和
问题解决能力。
培养了团队协作精神
课程目标
01
掌握牛顿第二定律的基本概念和公式。
02
理解牛顿第二定律在分析物体运动状态变化中 的作用。
03
能够运用牛顿第二定律解决实际问题。
02
牛顿第二定律的讲解
牛顿第二定律的内容
总结词
阐述牛顿第二定律的内容，即物体加 速度的大小与作用力成正比，与物体 的质量成反比。
详细描述
解释牛顿第二定律的含义，说明物体 加速度与作用力之间的关系，以及加 速度与物体质量之间的关系，强调加 速度是物体运动状态改变的度量。
《牛顿第二定律的应用》 讲义
《牛顿第二定律的应用》讲义一、牛顿第二定律的内容牛顿第二定律是动力学的核心定律之一，其表述为：物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
用公式表示即为：F ＝ ma ，其中 F 表示合外力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
这个定律揭示了力、质量和加速度之间的定量关系，为我们理解和解决物体的运动问题提供了重要的依据。
二、牛顿第二定律的理解1、因果关系合外力是产生加速度的原因，加速度是合外力作用的结果。
有合外力的作用，物体就会产生加速度；合外力改变，加速度也随之改变。
2、瞬时性当合外力发生变化时，加速度会立即随之变化，二者具有瞬时对应关系。
3、矢量性加速度和合外力都是矢量，它们的方向始终相同。
在解决问题时，需要规定正方向，将矢量运算转化为代数运算。
4、独立性作用在物体上的每个力都独立地产生一个加速度，物体实际的加速度是这些加速度的矢量和。
三、牛顿第二定律的应用类型1、已知受力情况求运动情况如果已知物体的受力情况，可以根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再结合运动学公式求出物体的运动状态（如速度、位移等）。
例如，一个质量为 m 的物体，受到水平向右的恒力 F 作用，已知物体与地面间的摩擦力为 f ，求物体在一段时间 t 后的速度和位移。
首先，根据牛顿第二定律，物体的加速度 a ＝（F f) ／ m 。
然后，利用运动学公式 v ＝ v₀＋ at （假设物体的初速度为 v₀），可以求出物体在 t 时刻的速度 v ＝ v₀＋（F f) ／ m t 。
再利用位移公式 x ＝ v₀t ＋ 1/2 at²，可以求出物体在 t 时间内的位移 x 。
2、已知运动情况求受力情况如果已知物体的运动情况（如速度、位移等），可以通过运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求出物体所受的合外力。
比如，一个物体做匀加速直线运动，加速度为 a ，质量为 m ，已知初速度为 v₀，运动时间为 t ，位移为 x ，求物体所受的合外力。
高中物理必修一 讲义 第3节 牛顿第二定律
第3节牛顿第二定律学习目标要求核心素养和关键能力1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。
2.理解公式中各物理量的意义及因果关系。
3.会用牛顿第二定律公式进行有关计算。
1.核心素养能对动力学问题进行分析和推理，获得结论；能利用牛顿第二定律解决相关问题。
2.关键能力分析推理能力。
知识点一牛顿第二定律的表达式和力的单位一、牛顿第二定律的表达式❶实验结论：小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。
❷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。
❸表达式：F＝kma，k是比例系数，F是物体所受的合力。
❹方向关系：加速度的方向与力的方向一致。
二、力的单位❶力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N。
❷“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝1__kg·m/s2。
❸在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k ＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma。
【思考】如图所示，某人在客厅内用力推沙发，但是沙发没有动。
(1)根据牛顿第二定律，有力就能产生加速度，人给沙发施加力后，沙发为什么没动？(2)如果地板光滑，当人给沙发施加力的瞬间，沙发会有加速度吗？是否立刻获得速度？提示(1)牛顿第二定律F＝ma中的力F指的是物体受的合力，尽管对沙发有一个推力作用，但沙发受的合力为零，所以不能产生加速度。
(2)加速度与力之间是瞬时对应关系，有力就立刻获得加速度，但速度的获得需要一段时间，故不能立刻获得速度。
1.牛顿第二定律的五个性质(1)因果性：力是使物体产生加速度的原因。
(2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，应用时应先规定正方向。
(3)瞬时性：合力与加速度具有瞬时对应关系。
(4)同一性：合力与加速度对应同一研究对象。
(5)独立性：作用于物体上的每一个力各自产生加速度，F1＝ma1，F2＝ma2，…而物体的实际加速度则是每个加速度的矢量和，合力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，如F x＝ma x，F y＝ma y。
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第七讲：牛顿三大定律［要点导学］牛一定律1．人类研究力与运动间关系的历史过程。
要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”，物理学从此走上了正确的轨道。
2．力与运动的关系。
（1）历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”（2）正确的认识是“运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因”。
3．对伽利略的理想实验的理解。
这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动，而是运动一段距离后再停止的，摩擦力越小物体运动的距离越长。
抓住这些事实依据的本质属性，并作出合理化的推理，这就是伽利略的高明之处，我们要学习的就是这种思维方法。
4．对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变，速度的改变包括速度大小和速度方向的改变，速度改变就意味着存在加速度。
5．维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性，这一本质属性就是惯性。
揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。
6．掌握牛顿第一定律的内容。
（1）“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。
（2）“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。
7．任何物理规律都有适用范围，牛顿运动定律只适用于惯性参照系。
8．质量是惯性大小的量度。
牛二定律1、顿第二定律的内容和及其数学表达式——F合=ma。
牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比，与质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
这里重点强调一下加速度的与合外力的关系：①加速度的方向就是合外力的方向②加速度的大小与合外力的大小是瞬时对应的。
2、要知道一牛顿力的物理意义，使质量为一千克的物体产生一米每两次方秒的加速度的力就是一牛顿，公式表示就是1㎏×1m/s2=1N。
在国际单位制中，力的单位就是这样推导出来的。
3、学习牛顿第一运动定律和牛顿第二运动定律后，应该对力和运动的关系作一小结：（1）物体所受的合外力产生物体的加速度。
①当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同，则物体做匀加速直线运动。
②当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反，则物体做匀减速直线运动。
③在物体受到的合外力是随时间变化的情况下，物体的加速度也随时间性变化。
（2）加速度的方向就是合外力的方向。
（3）加速度与合外力是瞬时对应的关系。
4、在运用牛顿第二定律解题时，必须对研究对象作细致的受力分析。
（1）当物体受到几个力作用时，每个力各自独立使物体产生一个加速度，就好象其他力不存在一样．力的这种性质叫做力的独立作用原理．（2）每个力产生的加速度与该力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与该力的方向相同，即有a1=F1/m, a2=F2/m ……（3）当物体受到几个力的作用时，物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和，即a=a1+a2+a3……牛三定律1、牛顿第三运动定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
2、应该能正确领会牛顿第三运动定律的物理意义，牛顿第三运动定律实质上揭示了物体间的作用是相互的，力总是成对出现的，物体作为施力物的时候它也一定是受力物。
要知道作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同时同样变化、一定是同一性质的力。
并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关。
3、要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。
现将一对相互作用力与一对[基础训练]1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因．2．物体的这种保持_________ 的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质．3．外力是使物体产生_____________的原因．物体运动状态发生改变时，物体一定具有___________，物体一定受到____________的作用．4．质量一定时物体的加速度与它所受的外力成；外力一定时加速度与物体的质量成。
力是_____________的相互作用，物体间相互作用的这一对力，通常叫做___________和_______________．5、两物体之间的作用力和反作用力总是___________，___________，___________．这就是牛顿第三定律．6．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（）A．只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上7．下列关于惯性的说法中，正确的是（）A．汽车刹车时，乘客的身子会向前倾斜，是因为汽车有惯性B．做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性C．物体的惯性只有在物体速度改变时才表现出来D．物体都具有惯性，与物体是否运动无关，与物体速度是否变化也无关8．门窗紧闭的火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一人竖直上跳起后仍落会原处，这是因为（）A．人起跳后，车厢底板仍然对他有向前的推力B．人起跳后，车厢中的空气对他有向前的推力C．人起跳后，在火车运动方向上仍具有与火车相同的速度D．人起跳后，在水平方向上没有受到力的作用9．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零10、下列说法正确的是()A.由a=Δv/Δt可知,a与Δv成正比,a与Δt成反比B.由a=F/m可知,a与F成正比，a与m成反比C.a、F、Δv的方向总是一致的D.a、F、v的方向总是一致的11．F1、F2两力分别作用于同一物体，产生的加速度大小分别为a1=2m/s2和a2=3m/s2，若两力同时作用于该物体，其加速度可能为：（）A．1m/s2；B．3m/s2；C．5m/s2；D．7m/s2；12．在光滑的水平面上作匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,则物体的( )A.加速度越来越大，速度越来越大B.加速度越来越小，速度越来越小C.加速度越来越大，速度越来越小D.加速度越来越小，速度越来越大13．质量为2kg的物体，运动的加速度为1m/s2，则所受合外力大小为是多大？若物体所受合外力大小为8N，那么，物体的加速度大小为多大？14．质量为2㎏的物体静止在光滑的水平面上，若有大小均为10N的两个外力同时作用于它，一个力水平向东，另一个力水平向南，求它的加速度。
第八讲：牛顿第二定律的应用一要点导学］1．分析物体的受力情况的能力。
关于力和运动有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；另一类是已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
通过本节教材的学习，要求能从物体受力情况确定物体的运动情况，能从运动情况确定物体受力情况。
2．培养综合运用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题的能力。
具体地说有以下两种情形：（1）已知物体受力情况确定运动情况：在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态（即求出物体运动的速度和位移），处理这类问题的基本思路是：先分析物体的受力情况，求出合外力．根据牛顿第二定律（F=ma）求出加速度，再利用运动学的有关公式求出速度和位移．（2）已知物体的运动情况确定受力情况：解答这类问题时，应首先分析清楚物体的运动情况，由物体的速度和位移、运动时间等物理量根据运动学公式求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况的基础上，利用牛顿第二定律（F=ma）列出方程求力．3．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
应用牛顿第二定律解题的一般步骤如下（1）灵活选取研究对象．（2）将研究对象提取出来，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图。
（3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。
通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。
取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。
（4）列出方程并求解，检查答案是否完整、合理。
应用牛顿第二定律解题的一般思路可用以下的流程图表示：无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题进行正确的受力分析和运动过程分析是关键，要养成用画受力图和运动草图的方法来理解题意的习惯。
［能力训练］1．如图4-6-5所示,质量为20kg的物体,沿水平面向右运动,它与水平面间的动摩擦因数为0.1,同时还受到大小为10N的水平向右的力作用,则该物体(g=10m/s2)( )A.所受到的摩擦力大小为20N,方向向左B.所受到的摩擦力大小为20N,方向向右C.运动的加速度大小为1.5m/s2,方向向左D.运动的加速度大小为0.5m/s2,方向向右２．质量为8×103kg的汽车以1.5m/s2的加速度加速,阻力为2.5×103N,那么汽车的牵引力是( )A.2.5×103NB.9.5×103NC.1.2×104ND.1.45×104N3．一个质量为21kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为( C )A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s24．A、B、C三球大小相同,A为实心木球,B为实心铁球,C是质量与A一样的空心铁球,三球同时从同一高度由静止落下,若受到的阻力相同,则( )A.A球下落的加速度最大B.B球下落的加速度最大C.C球下落的加速度最大D.三球下落的加速度一样大5．沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平面上弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然状态,如图4-6-6所示,当旅客看到弹簧的长度变长时对火车的运动状态判断可能正确的是( )A.火车向右方运动,速度在增加中B.火车向右方运动,速度在减小中C.火车向左方运动,速度在增加中D.火车向左方运动,速度在减小中6．假设洒水车的牵引力不变,且所受阻力与车重成正比,未洒水时,做匀速行驶,洒水时它的运动情况将是( )A.做变加速直线运动B.做初速度不等于零的匀加速直线运动C.做匀减速运动D.继续保持做匀速直线运动7．如图4-6-7，质量m=2kg的物体静止在水平面上，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．现在对物体施加一个大小F=8N、与水平方向夹角θ=37°角的斜向上的拉力．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2，求物体在拉力作用下5s内通过的位移大小。