物理总复习：牛顿第二定律及其应用【名昊教育】

感谢您选择明浩教育，明浩内部教材助您快速进步！物理学综述：牛顿第二定律及其应用。编辑：李传安 审稿：【教学大纲要求】1、理解牛顿第二定律，掌握解决动力学两个基本问题的基本方法；2、 了解机械单位制；3、掌握验证牛顿第二定律的基本方法，掌握实验中图像法的处理方法。【知识网】牛顿第二定律的内容：物体运动的加速度与合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力相同。1N力的物理意义是使质量m=1kg的物体产生一个1m/s2的加速度的力。几个特点：（1）瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用定律。力是产生加速度的根本原因。加速度和力同时存在。变化和消失同时发生。（< @2） 向量：F ma 是向量方程，加速度a 和力F 方向相同。

牛顿第二定律的表达是F ma 杨老师联系电话（微信） 不用感谢您选择明浩教育，明浩内部教材助您的成绩突飞猛进！【答】BD 【解析】所谓导出单位，就是用物理公式和基本单位推导出来的。

力学中只有三个基本单位，即kg、m和s。其他单位是从这三个基本单位派生（衍生）出来的。例如“牛顿”(N)为导出单位，即1 N=1 kg·m/s (F ma )，所以A项错误，B项正确。在国际单位制中，质量单位只能是kg，C项是错误的。在牛顿第二定律的表达式中，F ma (k=1）只有在所有物理量都采用国际单位制，并且D项正确时才能成立。关键点三、验证实验牛顿运动定律原理：采用控制变量法，在所研究的问题中，当涉及两个或多个参数变化时，可以控制其中一个或部分量不变，而只有研究他们两个变化之间关系的方法。这也是物理学研究中经常使用的一种方法。在本实验中，研究的参数为 F、m、a。在验证牛顿第二定律的实验中，可以将参数m控制在一定值，研究a与F的关系；控制参数F一定，研究a与m的关系。要点：1、 求一个点的瞬时速度：见图C点的瞬时速度：根据匀速直线运动定律，一定时间内的平均速度相等到这个时间段中间的瞬时速度。T 0.1svCBD 2T14.70 3.90 102 m / 2 0.1s0.54m /s<

明浩内部教材助您突飞猛进！图2：当加速度为零时，横截面（力）为0.1牛，即增加的重量小于0.1牛，小车无加速度。只有当增加的权重大于等于0.1牛时，才开始匀速运动。显然，直线不过原点的原因是没有平衡摩擦或平衡不足。图1：纵向截距表示力为零时有加速度（不加重量）。小车加速的原因是什么？很明显，直线没有过原点的原因是配重板的重力造成的。配重板 配重块的重量有多大，横截面距离为力，交点为配重板的重量，约为0.08 N。 图3：表示加速度不均匀，但加速度减小，因为重物的质量不满足。小于手推车的质量。

【典型例子】类型一、 力、加速度、速度的关系和外力和加速度的关系是瞬时的，但速度和加速度不是瞬时的。同时需要注意的是，加速或减速只取决于加速和速度的方向。当加速度和速度方向相同时，速度增加，当加速度和速度相反时，速度减小。示例 1、 如图所示，自由落体的球落下一段时间后，与弹簧接触。从接触弹簧的那一刻，到弹簧被压缩的最短过程，即弹簧的上端位置为AOB，弹簧被压缩。当压缩到O位置时，球的弹力等于重力，球速最大时弹簧上端在()A处。A位置B.B位置C.O位置D.OB之间的某个位置【答案】C【解析】小球的运动过程是：小球从高处落下，碰到弹簧时，球有一定的速度，弹簧被压缩，球受到两个力。，重力垂直向下，弹力垂直向上，起初弹簧变形不大，弹力小于重力，合力方向仍然向下，球速继续增加。当小球将弹簧压缩到O点时，重力等于弹力，小球的加速度为零，但速度不为零，达到最大值。之后小球继续向下运动，弹簧的弹力大于小球的重力，作用在小球上的合力方向向上，加速度方向也向上，与球的速度，所以球的速度开始减小，球向相反方向的加速度越大，速度越小。当弹簧被压缩到 B 点时，球速减小到零。作用在球上的合力方向向上，加速度方向也向上，与球的速度相反，所以球的速度开始减小，而球的加速度相反方向越大，速度越小。当弹簧被压缩到 B 点时，球速减小到零。作用在球上的合力方向向上，加速度方向也向上，与球的速度相反，所以球的速度开始减小，而球的加速度相反方向越大，速度越小。当弹簧被压缩到 B 点时，球速减小到零。

所以小球从AO开始做加速运动，加速度逐渐减小，从OB开始做减速运动，加速度逐渐增加。所以选择C。杨老师的联系方式（微信）是no 感谢您选择明昊教育。明浩内部教材助你突飞猛进！【总结与升华】这道题的关键是先分析球的受力，再分析合力的变化。根据牛顿第二定律，物体速度的变化是由合外力的变化决定的，而物体的加速度或减速度应根据加速度和速度是同向还是同向来确定。在相反的方向。分析一个物体的某个运动过程，往往可以分为多个子过程，中间往往有一个转折点。将一个过程划分为多个子过程，分析是否有转折点，是一个非常重要的科学分析习惯。【HD课：牛顿第二定律及其应用2例1】例2、 用平行于斜面的力F，以速度v拉质量为m的物体在光滑的直线上做匀速直线运动斜面。如果拉力逐渐减小，在这个过程中物体的运动可能是（ ）。加速度和速度都逐渐减小 B.加速度越来越大，速度先变小，然后变大。加速度越来越大，速度越来越小 D.

分析物体的初始条件，有两种情况： 1、 如果v沿着斜坡往下走，a和v在同一个方向，a变大，v变大，D正确。2、如果v沿斜面向上，a沿斜面向下，则越来越大，v越来越小，C正确。v 0 后，F 减小，a 越来越大，v 反方向增加，B 正确。当F 0, v 0 时，题中的“在过程中”，即在将张力减为零的过程中，后续的运动不是本题的范围。正确的选项是 BCD。【总结与升华】D选项比较隐蔽，并且不能总是假设物体必须沿斜面以恒定速度向上（沿张力方向）移动。当多个物理量发生变化时，注意减少的物理量。一旦减少到零加速度教案模板，就会发生一些变化。推论其他三个[变体] 受水平外力F作用的物体在粗糙的水平面上作直线运动，其vt图如图所示，则()A.在0t1以内秒，外力 F 的大小不断增加。B. 在 t1 时刻，外力 F 为零 C. 在 t1 t2 秒内，外力 F 的大小可能会持续减小 D. 在 t1 t2 秒内，外力F的大小可能先减小再增大 [答案] CD [分析] 在0 t1秒内，物体加速，F f ma，从图像斜率来看，这段时间的加速度减小。因此，在 0 t1 内，F 不断减小，A 是错误的；从t1处的图像斜率来看，加速度为零F f，杨老师的联系方式（微信）不是感谢您选择明浩教育。明浩内部教材助您突飞猛进！B错了；它在 t1 t2 秒内减速。如果开始时F的方向与a一致，则f F ma，加速度从图像斜率逐渐增大，所以F不断减小，C正确。当 F 减小到 0 后，反之，f F ma，当 F 增大时，

输入二、牛顿运动定律分析瞬时加速度问题要分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的力和运动状态，然后通过下式计算瞬时加速度牛顿第二定律。弹力绳（或弹簧）：特点是变形量大，变形恢复时间长。在瞬态问题中，其弹力的大小往往被视为来不及改变。通常说光绳的拉力有突变，但弹簧的弹力不变。【HD课堂：牛顿第二定律及其应用1例1】例3、如图，两个质量相等的物体由一个轻弹簧和一根轻绳连接，绳A被切断的瞬间1、2 两个物体的加速度分别为________和________；用一根轻绳连接，当绳 A 被切断时，两个物体的加速度分别为 ________ 和 ________。【答案】2g（垂直向下），0；g（向下），g（向下）。【解析】（1）1、2 与轻弹簧连接时的解析：受力解析如图。A绳切断前，弹力等于重力F mg ，且在A绳被切断的瞬间弹力不变，2的合力仍然为零，所以a2为0。1的分析：力分析如图所示。被切割，重力和弹力 F，F mg 受牛顿第二定律影响，2mg ma，所以 a1 2g。方向垂直向下（<@2）1、2 与轻绳连接时，对2分析：当绳A被切断时，绳对2的张力瞬间为零，mg ma2 a2 g方向垂直向下为1 解析：当A绳被切断时，两根绳子的拉力瞬间为零，mg ma1 a1 g的方向为垂直向下【总结与升华】解题时注意的瞬间，加速度和力同时变化，力变化时，加速度也发生变化。

绳索的张力可以突然改变，而弹簧的弹性不能改变。因为弹簧变形需要很长时间才能恢复，所以瞬间弹簧杨老师的联系方式（微信）不是感谢您选择明浩教育。明浩内部教材助您突飞猛进！弹性保持不变。推论其他[变体] 如图所示，轻弹簧的上端与质量为m的木块1相连，下端与质量为M的木块2相连。整个系统放置在水平放置的光滑木板上并处于静止状态。. 现在木板突然在水平方向拉出。木块的加速度1、 2 是提取后的那一刻的 a1 和 a2。重力加速度的大小为 g。然后是 () A. a1 g, a2 gB。a1 0, a2 gC。a10, a2mM Mg [答案] CD。a1g, a2mM Mg 【分析】在板子被拉出的那一刻，弹簧对1的支撑力和对2的压力没有变化。对于1个受重力和支撑力的物体，mg F，a1 0。对于2个受重力和压力的物体，根据牛顿第二定律a F Mg M m gMM型三、解决动力学的两个基本问题（1) 知道受力情况就可以根据牛顿第一第二定律求运动情况，知道物体受力就可以得到物体的加速度；然后知道物体的初始条件（即初始位置和初速度），

进入水平面（假设经过B点前后速度不变），最后停在C点。速度传感器每0.2秒测量一次物体的瞬时速度。下表显示了一些测量数据。求：（重力加速度g 10m / s2）（1）斜面的倾角；（<@2）物体与水平面的动摩擦系数；杨老师的联系方式（微信）不，谢谢选择铭昊教育，铭昊内部教材助您的成绩突飞猛进！（3）t＝0.6s瞬间速度v。[答]（1）30（<@ 2）＝0.2(3） 2.3m/s【解析】根据实验数据，根据牛顿第二定律和运动关系方程，分别求出物体在水平面和斜面上的加速度。求出每个物理量。（1）从前三列数据可知，物体在斜坡上匀速滑动时的加速度为a1v t5m/s2mgsinma1，可得：30（<@2）后两列数据表明，物体在水平面上匀减速滑动时的加速度为a2v t2m/s2mgma2，可得：=0.2(3） from 2＋5t= 1.1＋2(0.8－t )，解为t=0.1s，即物体在斜坡上滑下的时间为0.5s ，则 t=0.6s 当物体在水平面上时，

本题的命题意图符合新教材的意图，考察学生获取信息、分析问题、解决问题的能力。相互推论【变种】一个斜面AB长10m，倾角30°，一个质量为2kg（不计大小）的小物体从顶部的静止点A开始滑落斜面，如图(g为10 m/s<@2）(1）若斜面与物体的动摩擦系数为0.5，求速度以及小物体滑到斜面底部B点所用的时间。速度。小物体与斜坡之间的动摩擦系数 μ 是多少？【答】(1）3.69m/s 5.4s(2)0.58 [解析]问题中，第一个(1）求物体受力运动；第一个（<@2）求运动）获取物体运动的受力状态。（1）力分析是以一个小物体为研究对象，如图所示，该对象受到重力mg、斜面支撑力N和摩擦力f的作用，力平衡由平衡条件得到：mg cos 30 N 0 沿斜面方向，根据根据牛顿第二定律：mg sin 30 f ma 和 f N 求解上述三个方程得到一个 0. 68m/s2小物体坡底B点下降速度：v 2as 3.69m/s 杨老师电话（微信） 否 感谢您选择明昊教育。明豪内部教材助你成绩突飞猛进！运动时间：t 2s 5.4s a（<@2）小物体匀速滑下斜坡，受力平衡，加速度a 0，有垂直斜坡方向：mg cos 30 N 0 沿斜坡方向：mg sin 30 f 0 and f N 解：0.58 【总结与升华】关键是求加速度，我们可以更深刻的理解加速度确实是“桥梁和纽带” . 明豪内部教材助你成绩突飞猛进！运动时间：t 2s 5.4s a（<@2）小物体匀速滑下斜坡，受力平衡，加速度a 0，有垂直斜坡方向：mg cos 30 N 0 沿坡度方向：mg sin 30 f 0 and f N 解：0.58 【总结与升华】关键是求加速度，我们可以更深刻的理解加速度确实是“桥梁和纽带” . 明豪内部教材助你成绩突飞猛进！运动时间：t 2s 5.4s a（<@2）小物体匀速滑下斜坡，受力平衡，加速度a 0，有垂直斜坡方向：mg cos 30 N 0 沿斜坡方向：mg sin 30 f 0 and f N 解：0.58 【总结与升华】关键是求加速度，我们可以更深刻的理解加速度确实是“桥梁和纽带” .

类型四、 解决皮带传动问题的例子5、 如图所示加速度教案模板，传送带以v的匀速运动，在传送带末端放置一个质量为m的物体A 无初速，物体将被带到传送带上。在 B 端，已知物体在到达 B 端之前与传送带相对静止。已知重力加速度为 g。物体与传送带之间的动摩擦因数是物体从静止释放到刚好相对静止的过程，问：（1），物体上摩擦力的大小和方向（2）@ >，传送带上摩擦力的大小和方向（3），

因为传送带的速度是物体平均速度的两倍。（7），物体与传送带的相对位移：xx2x1v2 2 g（8），物体在传送带上留下摩擦痕迹的长度：物体相对位移的长度物体与传送带的摩擦轨迹长度为xx2x1v2 2 g（9），若传送带长度为L，则物体匀速运动的时间：t L x 1 L vvv 2g（10），如果传送带长度为L，物体从A端移动到B端总时间：t total = t tv gL vv 2 gL vv 2 g 【总结与升华】本题将皮带传动的基本问题一并罗列出来，这有助于巩固基础知识，为进一步解决皮带传动难题奠定基础。基本。推断其他事物[变体] 如图所示，一个质量为m的物体在水平传送带上从静止状态释放出来，传送带由电机驱动，并始终保持匀速v运动。物体与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，物体在传送带上可以保持相对静止一段时间，对于物体从静止状态释放到相对静止状态的过程，如下说法正确（） A. 物体摩擦力的方向是向左 B. 传送带上的摩擦力为 f mgC. 物体相对于地面的位移为 v2 2 gD。传送带上留下的摩擦痕迹长度为v2 2 g 【答】BCD型五、《探究物体加速度与力的关系》，杨老师联系方式（微信）谢谢选择明昊教育。明豪内部教材助您快速进步！例子6、 用图A所示的装置做一个实验，“探究物体的加速度与力的关系”。

实验过程中，小车的质量保持不变，以钩码的重力作为小车的合力，用打点计时器和拖在后面的纸带测量小车运动的加速度的手推车。① 实验过程中，先不要勾码，反复调整滑块左右位置，直至小车匀速直线移动。这样做的目的就是这样做。②图B是实验中打印的纸带的一部分。从较清晰的点开始，在纸带上标记五个连续的计数点A、B、C、D、E，两个计数点相邻。没有标记的点之间有4条轨迹，测量每个计数点到A点的距离，如图B所示。已知点定时器连接在频率为50Hz的交流电源两端，本实验小车运动加速度的测量值a=____m/s2。（结果保留两位有效数字） ③在实验过程中改变吊钩代码的质量，测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据绘制aF关系图线，如图C所示。该图的AB段与直线有明显偏差，可能是造成这种现象的主要原因。（可选填下列选项的序号） A.小车与平面轨道有摩擦 B.平面轨道倾角过大 C.

从一个比喻中学习[变体] A和B两个学生共同做一个实验来“验证牛顿第二定律”，装置如图所示。① 两名学生用配重板的重量（连同配重）作为小车（物体）上的合外力。需要平衡桌面摩擦对小车运动的影响。他们适当地抬高了长木板的一端，以便推车可以自由地做__________运动，而无需悬挂配重板。此外，应满足配重板（连同配重）的质量和小车 M 的质量。（填写“远小于”、“远大于”或“约等于”） 接下来，学生A将学习：在保持汽车质量不变的情况下，汽车加速度与牵引力的关系；学生B研究：恒牵引力条件下小车加速度与其质量的关系。②学生 A 可以通过测量汽车拉出的纸带，得到汽车的加速度 a。图2是某实验制作的纸带。纸带上标有5个计数点，相邻两个计数点之间有4个点未标记。杨老师联系电话（微信） 否 感谢您选择明昊教育。明浩内部教材助您突飞猛进！数据的单位是厘米。实验所用电源为频率f=50Hz的交流电。根据以上数据，可以计算出小车的加速度am/s2。（结果保留三位有效数字） ③学生B通过给小车增加重量来改变小车的质量M，得到小车加速度a和质量M的数据，绘制曲线a~1，发现: 当 1 较大时 当曲线弯曲时。

所以同学后来对实验方案MM进行了进一步修改，避免了图末端出现弯曲的现象。那么，学生的修正方案可能是A。修改a和1之间的关系图B。改变a和(M m)之间的图线M mC 。修改a与m的关系图。D.修改a和1之间的图线M(M m)2 [答] ①匀速直线远小于②0.343 ③ 杨老师联系方式（微信） 否