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1、南部中学物理组收集整理 创建时间：2005-9-12 16时2分牛顿第二定律及其应用一、牛顿第二定律1、牛顿第二定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向始终跟合外力方向一致。2、数学表达式：F=ma注意：公式中单位：质量m的单位是千克（kg）；加速度a的单位是米/秒2（m/s2）力F的单位是牛顿（N）-使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N。3、牛顿第二定律注意从以下“四性”加深理解：（1）、矢量性：加速度的方向始终与合外力方向一致；（2）、瞬时性：F=ma，合外力与加速度在数值上是瞬时对应关系，F变化，a也随之发生变化。但F=ma始终成立
2、；（3）、相对性：研究F=ma中，只能取静止或做匀速直线运动的物体为参照物；（4）、独立性：作用在物体上有多个力时，每个力都可独立地产生加速度，而物体运动（合）加速度是各个（分）加速度的矢量和，因此，求物体加速度可以先求合力再通过定律求合加速度，也可以通过定律先求各分力产生的分加速度，再求各分加速度的合加速度。4、牛顿第二定律只适用于低速、宏观物体。例1、如图1所示，一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后放手，则在释放的瞬间，重物的加速度是：（g=10m/s2） （ ）A、2.5 m/s2 B、7.5 m/s2 C、10 m/s2 D、12.5 m/
3、s2例2、质量分别为mA和mB的两个小球，用一根轻弹簧联结后用细线悬挂在顶板下（图1），当细线被剪断的瞬间，关于两球下落加速度的说法中，正确的是 AaA=aB=0 BaA=aB=g CaAg，aB=0 DaAg，aB=0二、牛顿第二定律应用（已知受力求运动）1、牛顿第二定律解题的基本思路：2、牛顿第二定律解题的基本思路：（1）仔细审题，弄清题目所给的物理条件和物理过程，明确要求的物理量；（2）确定研究对象（物体或系统），灵活采用“整体法”或“隔离法”；（3）分析研究对象的受力情况，画出受力图示：已知力、场力、接触力（先弹力后摩擦力）；（4）选取坐标系，列动力学方程（坐标系选取原则：让尽可能多矢
4、量的分布在坐标轴上）；（5）选择适当的运动学规律求解运动学量；例3、在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作 A匀减速运动 B匀加速运动C速度逐渐减小的变加速运动 D速度逐渐增大的变加速运动例4、如图所示，质量为m=1kg的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成=3000，球与杆间的动摩擦因数=。小球受到竖直向上的拉力F作用。若F=20N，则小球运动的加速度大小为多少？方向怎样？三、牛顿第二定律应用（已知运动求力）解题的基本思路与上节所述相同，只是在已知运动情况时，通常的加速度先由运动学规律求得，然后再由牛顿第二定律求受力情况。例5、如图所示，木块A放在斜面
5、体B上处于静止，当斜面体向右作加速度逐渐增大的加速运动时，木块A仍相对B静止，则木块A受到的支持力N和摩擦力f大小有：（ ）A、N增大，f增大； B、N不变，f增大；C、N减小，f不变； D、N减小，f增大例6、如图所示，斜面体光滑且倾角=，用细线拴一个质量为m=10kg小球放在斜面体上，且细线与斜面体平行，求：（1）静止时，小球受到支持力N1和细线拉力F1 （2）若斜面体以a=水平向右加速，小球受到的支持力N2和细线拉力F2 （3）若斜面体以a=g水平向右加速，小球受到的支持力N3和细线拉力F3 （4）若要使拉小球的细线拉力为F4=0则斜面体对小球支持力N4多大？此时斜面体的加速度大小，方向
6、又如何 ？ 四、牛顿第二定律应用（超重和失重问题）超重和失重：当物体处于有竖直方向的加速度时，视重就不等于物体实重了。当加速度向上时视重大于实重（这种现象叫超重）；当加速度向下时视重小于实重（这种现象叫失重）；当加速度向下且大小为g时视重为零（这种现象叫完全失重）注意：（1）物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力始终存在，大小也无变化；（2）发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关，只决定于物体的加速度方向；（3）在完全失重状态，平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。例7、如图所示，升降机内质量为m的小球用轻弹簧系住，悬在升降机内，当升降
7、机以a=加速度减速上升时，弹簧秤的系数为（ ）A、2mg/3 B、mg/3 C、4mg/3 D、mg拓展1：若以a=g加速下降时，则弹簧秤示数为多少？拓展2：若以a=g/3加速上升时，则弹簧秤示数为多少？例8、如图所示，电梯中有一桶水，水面上漂浮一木块，其质量为m，静止时木块一部分浸在水中，当电梯以a加速上升时，问木块浸在水中的深度如何变化？ 图14FmM例9、用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F， 如图14所示，求：(1)物体与绳的加速度；(2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。)分析与解：(1)以物体和绳整体为研
8、究对象，根据牛顿第二定律可得：F=（M+m）a,解得a=F/(M+m).图15FxmxM(2)以物体和靠近物体x长的绳为研究对象，如图15所示。根据牛顿第二定律可得：Fx=(M+mx/L)a=(M+) .由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当x=0时，绳施于物体M的力的大小为。例10 质量千克的物体A放在水平地面上，与地面的滑动摩擦系数质量的竖直前表面上，A、B间滑动摩擦系数=0.5。牛顿的水平推力推A的后表面时，求A对地面的压力。解析：A对地面的压力，取决于A、B的运动状态。不难看出，推力F越大，A的加速度越大，对地面的压力也会越大，但对地面的压力决不会超过A和B的总重量。因此本题正
9、确方法，仍为先做出正确的受力分析（如右图所示）结合运动状态，根据牛顿第二定律求解。隔离A：水平方向：竖直方向：隔离B： 水平方向：代入数据：联立解得： 课后练习A组1、物体在F1作用下，加速度为2m/s2，在F2作用下加速度为3m/s2。如果两力同时作用在该物体上，则产生的加速度大小不可能的是 （ ） A、7m/s2 B、5m/s2 C、3m/s2 D、1m/s2 2一个质量可忽略不计的降落伞，下面吊一个很轻的弹簧测力计，测力计下面挂一个质量为10kg的物体。降落伞在下降过程中受到的空气阻力为30N，则此过程中测力计的示数为（取g=10m/s2） A130NB30NC70ND100N3、有三个
10、光滑线轨道1、2、3，它们的倾角一次是600、450和300，这些轨道交于O点。现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙，分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑，如图所示。物体滑到O点的先后顺序是 （ ）A、甲最先，乙稍后，丙最后 B、乙最先，然后甲和丙同时到达 C、甲、乙、丙同时到达 D、乙最先，甲稍后，丙最后 4、如图，在光滑水平面上，物体受到平衡力F1和F2作用处于静止，当F2恒定，而F1大小发生如F-t图中所示的变化时，则在F1整个变化过程中有 （ ）A、在0t1时间内物体将向右作加速运动，但加速度逐渐减小 B、在t1时刻，物体的加速度和速度都达到最大C、在t1t2时间内，物体作减速运动
11、D、在t2时刻物体的速度达到最大5、一向右运动的车箱顶面上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动。某一瞬时出现如图所示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是 （ ）A、车箱做匀速直线运动，M在摆动，N静止B、车箱做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动C、车箱做匀速直线运动，M静止，N在摆动D、车箱做匀加速直线运动，M静止，N也静止6、如图所示，小车内有一光滑斜面，当小车在水平轨道上做匀变速直线运动时，小物块A恰好能与斜面保持相对静止，在小车运动过程中的某时刻（此时小车速度不为零）突然使小车迅速停止，则在小车迅速停止的过程中，小物块A可能 （ ）A、沿斜面滑下 B、沿斜面滑上
12、去C、仍与斜面保持静止 D、离开斜面作曲线运动7、不习惯乘坐电梯的人，在电梯启动或停止时，会有一种说不出的不舒服感觉，其实这是由于人体超重或失重造成的，超重或失重时，人体的内脏器官在身体内的位置较正常状态下发生了一些轻微的上移或下移，这种“五脏挪位”，才是使人产生不舒服感觉的原因。关于“五脏挪位”跟电梯运动情况的关系叙述正确的是 （ ）A、 当电梯向上加速运动时，乘电梯的人就会有内脏下压的不舒服感B、 当电梯向上减速运动时，乘电梯的人就会有内脏下压的不舒服感C、 当电梯向下加速运动时，乘电梯的人就会有内脏上顶的不舒服感D、 当电梯向下减速运动时，乘电梯的人就会有内脏上顶的不舒服感8、如图所示，
13、物体的质量为M，受拉力大小为F，动滑轮质量不计。（1）物体与平面间无摩擦力时物体的加速度 ；（2）物体与平面间的动摩擦因数为时滑轮的加速度 。 9、有一只箩筐盛有几个西瓜，放在粗糙水平地面上，箩筐与水平地面间的动摩擦因数为。若给箩筐一个水平初速度V0，让整筐西瓜在水平地面上滑行，则在滑行过程中，箩筐内某个质量为m的西瓜（未与箩筐接触）受到周围的西瓜对它的作用力的大小为： A0 B CD10 质量相等的五个木块，并排放在光滑水平地面上，当用水平力F推第1个木块时，如图，求：第2块推第3块、第3块推第4块的力分别是多大？B组11 一质量为M，倾角为q的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的滑动摩擦系数为m。一质量为m的物块，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的。为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如右图所示。求水平力F的大小等于多少？12、如图所示，传送带与地面的倾角370，从A到B长度为16m，传送带以 10 m /s的速度运行。在传送带上端A无初速地放一个质量为0.5 kg的物体，它与传送带之间的 0.5,求物体从A到B的时间 13、物体一大小不变的初速度V0沿木板滑动，若木板倾角不同，物体能上滑的距离s也不同，如图是得出s的图像，求图中最低点P的坐标 图714、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下
