第三章牛顿第二定律微型专题5
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
第3章 第2单元牛顿第二定律及其应用
3．适用范围 (1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系 (相对地面静止或做
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．
(
)
D
4．(2013·新课标全国Ⅱ，14)一物块静止在粗糙的水平桌面
上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作 用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦 力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大 小．能正确描述F与a之间关系的图象是 ( C )
四、超重和失重
1．实重和视重
(1) 实 重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无 关． (2) 视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧 测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时
B．因为力的单位是牛顿，而1 N＝1 kg·m/s2，所以牛顿
是导出单位 C．各物理量采用国际单位，通过物理公式运算的结果的
单位一定为国际单位
D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也 确定了物理量间的单位关系
2．将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在 运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体 (
a 、 b 、 c 、 d 位于同一圆周上， a点为圆周的最高点， d 点
为最低点．每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)．三 个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依 次表示各滑环到达d所用的时间，则
A．t1＜t2＜t3 B．t1＞t2＞t3 C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3
(完整版)牛顿第二定律的综合应用专题
图1牛顿第二定律的应用第一类：由物体的受力情况确定物体的运动情况1. 如图1所示，一个质量为m=20kg 的物块，在F=60N 的水平拉力作用下，从静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动，物体与地面之间的动摩擦因数为0.10.( g=10m/s 2) （1）画出物块的受力示意图 （2）求物块运动的加速度的大小 （3）物体在t =2.0s 时速度v 的大小. （4）求物块速度达到s m v /0.6=时移动的距离2．如图，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因数25.0=μ，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/s 2，求（1）画出物体的受力示意图 (2)物体运动的加速度（3）物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
〖方法归纳:〗〖自主练习:〗1.一辆总质量是4.0×103kg 的满载汽车，从静止出发，沿路面行驶，汽车的牵引力是6.0×103N ，受到的阻力为车重的0.1倍。
求汽车运动的加速度和20秒末的速度各是多大? ( g=10m/s 2)2．如图所示，一位滑雪者在一段水平雪地上滑雪。
已知滑雪者与其全部装备的总质量m = 80kg ，滑雪板与雪地之间的动摩擦因数μ＝0.05。
从某时刻起滑雪者收起雪杖自由滑行，此时滑雪者的速度v = 5m/s ，之后做匀减速直线运动。
求：( g=10m/s 2)（1）滑雪者做匀减速直线运动的加速度大小； （2）收起雪杖后继续滑行的最大距离。
3．如图，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因数25.0=μ，现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜下上的推力．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s 2， 求（1）物体运动的加速度（2）物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。
高考物理复习 第三章 牛顿运动定律 第5讲 实验 验证牛顿第二定律课件
车中,故系统的总质量不变。以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出 a-F图像,图像是一条过原点的直线。
用图像法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以 M+m 的倒数为横 轴。
答案 (1)① 1 ②合理 ③否 因为实验的研究对象是整个系统,
M m
系统受到的合外力就等于mg
(2)M+m
解析 (1)将车内的沙子转移到桶中,保证了M+m不变,即系统的总质量 不变,研究对象是整个系统,a= F =合 ,可m见g a-F图像斜率的物理意
主要原因是 ( C )
A.小车与木板之间存在摩擦 B.木板保持了水平状态 C.所挂砂桶的总质量太大 D.所用小车的质量太大
答案 (1)拉力F 小车所受拉力 0.64 (2)在小车所受外力不变的条 件下,加速度与质量成反比例关系 a- 1 (3)C
m
解析 (1)采用控制变量法研究加速度与质量的关系,需将外力F保持不 变。平衡摩擦力后,可将砂桶及砂的重力作为小车所受拉力;纸带上有 六组数据,充分利用数据,采用“逐差法”计算,a=
A.木板右端所垫物体较低,使得木板的倾角偏小
B.木板右端所垫物体较高,使得木板的倾角偏大
C.小车质量远大于砂和砂桶的质量
D.砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
(4)在某次利用上述已调整好的装置进行实验中,保持砂和砂桶的总质
量不变,小车自身的质量为M且保持不变,改变小车中砝码的质量m,并测
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
人教版高一物理必修第三章-牛顿第二定律-ppt精品课件
人教版 高一物理 必修1 第三章：4.3 牛顿第二定律(共35张PPT)
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关于牛顿第二定律的应用：
思路和步骤： 1：确定对象； 2：分析研究对象受力情况； 3：考虑研究对象运动的状态变化情况、即
有无加速度； 4：规定正方向或建立坐标系，列方程求解。
重新演示
结论：s 1 a t 2 a 2s
21
1
t2
2s 2s
结论：2s 1 a t 2 a 4s
22
t 2
2 重新演示
比较以上两个实验，得：
∵ a F mg a F 2mg 1 M M 2M M
∴ a 2a
2
1
a∝F ∴当物体质量M不变时，
返回
验证加速度a与质量的关系： 外力的大小为F=2mg不变，
忽略一切摩擦力， M＞＞2m。
人教版 高一物理 必修1 第三章：4.3 牛顿第二定律(共35张PPT)
2s 2s
重新演示
结论：2s 1 a t 2 a 4s
21
1
t2
人教版 高一物理 必修1 第三章：4.3 牛顿第二定律(共35张PPT)
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解得： |F21|=|F12|= m2 •F m牛顿第二定律(共35张PPT)
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
专题---牛顿第二定律
牛顿定律的专题一、运动学和力学结合1、如图所示，两细绳与水平车顶夹角分别为60°和30°，物体质量为m，当小车以大小为2g的加速度向右做匀加速直线运动时，求绳1和绳2的拉力大小。
（g为重力加速度）2、建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
质量M=60kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将m=20kg 的建筑材料以a=1m/s²的加速度竖直向上加速提升，工人拉绳方向与水平方向成53°。
忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求工人在提升建筑材料过程中，（g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：（1）绳子对建筑材料拉力的大小；（2）地面对工人的摩擦力的大小。
3、一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶（质量均为m）在水平路面行驶。
在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，一只桶C自由地摆放在桶A、B之间，和汽车一起保持静止，如图所示，已知重力加速度为g。
（1）若汽车向左匀速运动，求桶A对C的支持力大小；（2）若汽车向左以a0=√3g，的加速度加速运动时，桶C即将脱离A，求此时桶C对桶B的压力大小。
34、用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。
两斜面I、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。
重力加速度为g。
求：（1）当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I、Ⅱ压力的大小F1、F2分别为多少?g，斜面I、Ⅱ对圆筒压力的大小F3、F4分别为多少?（2）当卡车沿平直公路做匀加速直线运动且加速度a大小为√36二、牛顿第二定律求瞬时突变问题5、如图所示，放在粗糙固定斜面上的物块A和小球B均处于静止状态，轻绳AB绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端连接在小球B上，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的BC段与竖直方向的夹角θ=53°，斜面倾角α=37°，物块A和小球B的质量分别为m A=5kg，m B=1.5kg，弹簧的劲度系数k=500N/m（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s²）,求：（1）弹簧的伸长量x;（2）物块A受到的摩擦力大小和方向；（3）剪断BC绳瞬间，求B的加速度大小。
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 。
【第3章 牛顿运动定律】§第2讲：牛顿第二定律
§第2讲：牛顿第二定律教学目标： 教学重点、难点： 新课引入： 教学过程： 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：合合ma F =3、性质：（1）合合ma F =中的合F 为物体所受到的合外力．（2）同体性：合合ma F =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，如果合F 是系统受到的合外力，则m 是系统的合质量．（3）瞬时性：合合ma F =中的合F 与a 有瞬时对应关系，合F 变a 则变，合F 大小变，a 则大小变，合F 方向变a 也方向变．（4）矢量性：合合ma F =中的合F 与a 有矢量对应关系，a 的方向一定与合F 的方向相同。
（5）独立性：合合ma F =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）合合ma F =的适用范围：宏观、低速 4、牛顿运动定律的解题步骤：应用牛顿第二定律解决问题时，应按以下步骤进行．（1）选取研究对象：所选取的对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，同一个题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。
（2）对其进行受力情况分析，画出受力图（切莫多力与缺力）。
（3）建立坐标系，求合力；（4）根据牛顿第二定律列出方程；二、牛顿第二定律的应用：1、动力学的两类基本问题：（1）已知物体的受力情况求物体运动中的某一物理量：先对物体受力分析，然后找出物体所受到的合外力，根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量．（2）已知物体的运动情况求物体所受到的某一个力：先根据运动学公式求得加速度a，再根据牛顿第二定律求物体所受到的合外力，从而就可以求出某一分力．综上所述，解决问题的关键是先根据题目中的已知条件求加速度a，然后再去求所要求的物理量，加速度象纽带一样将运动学与动力学连为一体．【例】质量为m的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面的动摩擦因数为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（如图所示），则F为多少？答案：()αμααμαsincoscossin-++=ggamF【例】如图所示，电梯与水平面间夹角为︒30，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是其重力的56，人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？答案：mg F 53=2、超重和失重现象：（1）定义：在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力。
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微型专题5实验：验证牛顿第二定律
1．某实验小组设计了如图1甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用与位移传感器、力传感器相连的计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图乙所示，重力加速度g 取10 m/s2.
图1
(1)图线________是在轨道左侧抬得较高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”)．
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m＝______ kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝________.
答案(1)①(2)0.50.2
解析(1)若轨道抬得过高，应该出现不加力时滑块就有加速度，选①.
(2)在水平面内运动时，由牛顿第二定律得：
F－μmg＝ma，在图线上取两个点(0，－2)，(1,0)代入，解得：m＝0.5 kg，μ＝0.2.
2．某实验小组欲以如图2所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A 为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器(未画出)相连，小车的质量为m1，小盘(及砝码)的质量为m2.
图2
(1)下列说法正确的是()
A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源
B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
C．本实验中应满足m2远小于m1的条件
D．在用图像探究小车加速度与受力的关系时，应作a－m1图像
(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图3所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则打点计时器打下F点时小车的瞬时速度的计算式为v F＝。