牛顿第二定律
牛顿第二定律超全
Q:力和运动之间到底有 什么内在联系？
（1）若F合＝0，则a ＝ 0 ，物体处于 _平__衡_状__态__。
（2）若F合＝恒量，v0=0，则a=__恒_量____， 物体做_匀加速直线运动。
（3）若F合变化，则a随着_变__化___，物体做 ____变__速_运__动_____。
分析：推车时小车受4个力；合力为F- FN f.加速度为1.8m/s2.
不推车时小车受几个力？由谁产生加速度？
推车时， F f ma
F
f F ma 90 451.8 9N
f
不推车时 f ma
a
f
m
9 45
0.2m / s2
G
例4：质量为8103kg的汽车，在水平的公路上沿直 线行驶，汽车的牵引力为1.45104N，所受阻力为 2.5 103N．求：汽车前进时的加速度．
2
0.3m/s
2
s1
1 at2 2
0.3 42 2
2.4m
减速阶段：物体m受力如图，以运动方向为正方向
N2 V（正） 由牛顿第二定律得：-f2=μmg=ma2
a
故 a2 =-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2
f2 又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0
G
由运动学公式vt2-v02=2as2，得：
故
a2
0
v
2 2
2s2
0 152 m/s2 2 125
0.9m/s2
由牛顿第二定律得：-f=ma2
故阻力大小f= -ma2= -105×(-0.9)N=9×104N 因此牵引力
F=f+ma1=（9×104+5×104）N=1.4×105N
牛顿第二定律
牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中最基本、最重要的定律之一。
它描述了物体所受力与物体运动状态之间的关系。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与施加在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。
本文将详细介绍牛顿第二定律的原理、公式及其应用。
一、定律的原理牛顿第二定律的原理可以总结为以下公式：F = ma其中，F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
该公式表明，一个物体所受的力越大，其加速度也越大；而物体的质量越大，则所受的力对其产生的加速度越小。
二、公式的推导牛顿第二定律的公式可以通过以下推导得到：首先，我们知道力的定义可以表示为：F = dp/dt其中，F表示力，p表示物体的动量，t表示时间。
根据动量的定义，我们有：p = mv其中，m表示物体的质量，v表示物体的速度。
对动量求导数得到：dp/dt = m(dv/dt) + v(dm/dt)将dp/dt代入力的定义中，得到：F = m(dv/dt) + v(dm/dt)由于质量m在运动过程中一般保持不变，所以dm/dt为0，上式可以简化为：F = m(dv/dt)根据加速度的定义a = dv/dt，上式可以再次简化为：F = ma三、应用举例牛顿第二定律可以应用于各种场景中，以下是几个常见的例子：1. 自由落体运动当物体在重力作用下自由下落时，其受到的合力仅为重力，根据牛顿第二定律，物体的加速度与重力之间满足：F = mg = ma其中，m表示物体的质量，g表示重力加速度，上式可以简化为：a = g这就是为什么在自由落体运动中，所有物体的加速度都相等且为重力加速度的原因。
2. 匀速圆周运动在匀速圆周运动中，物体受到向心力的作用，根据牛顿第二定律，向心力与物体的质量、向心加速度之间满足：F = mv²/r = ma其中，m表示物体质量，v表示物体在圆周上的速度，r表示圆周半径，上式可以简化为：v²/r = a这说明向心加速度与速度的平方成正比，与圆周半径的倒数成正比。
牛顿第二定律七个公式
牛顿第二定律七个公式牛顿第二定律是经典力学中的基本原理之一，描述了力、质量和加速度之间的关系。
其公式可以表示为F = ma，其中F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
根据这个公式，我们可以通过给物体施加合适的力来控制物体的运动状态。
下面列举牛顿第二定律的七个公式，并对每个公式进行简单的解释：1. F = ma：这是牛顿第二定律最基本的公式。
它表明，物体所受的力（F）与其加速度（a）成正比，而与其质量（m）成反比。
因此，在同样的力下，质量越大的物体加速度越小，而质量越小的物体加速度越大。
2. F = Δp/Δt：这个公式将牛顿第二定律与动量定理联系起来。
它表明，物体所受的合力等于其动量改变率。
这个公式在研究碰撞等情况时非常有用。
3. F = G(m1m2/r^2)：这个公式是万有引力定律的形式之一。
它表明，物体所受的引力等于质量之积与距离平方的倒数的乘积，与牛顿第二定律类似。
4. F = kx：这个公式是胡克定律的形式之一。
它表明，弹性力等于形变量与劲度系数的乘积。
这个公式在研究弹簧、弹性绳等物体的弹性性质时非常有用。
5. F = Bqv：这个公式描述了磁场中带电粒子所受的洛伦兹力。
它表明，粒子所受的力等于磁场强度、粒子电荷和其速度的乘积。
6. F = -k/r^2：这个公式描述了库仑力的形式。
它表明，两个带电粒子之间的力与它们之间的距离平方的倒数成反比。
7. F = -dU/dx：这个公式描述了势能的形式。
它表明，物体所受的力等于其势能对位置的负梯度。
这个公式在研究重力场、电场等情况时非常有用。
总之，牛顿第二定律是自然界中许多物理现象的基础，其公式在科学研究和工程应用中具有广泛的应用。
牛顿第二定律~
详细描述
该定律是牛顿力学的基础，它解释了物体运动的基本性质。它告诉我们，除非受到外力的作用，否则物体会保持 其运动状态不变。这个定律在日常生活中非常常见，例如，当我们推动一个静止的物体，它会开始匀速直线运动， 除非有阻力作用。
在现代物理中的应用
量子力学
在量子力学中，牛顿第二 定律的统计解释被用来描 述微观粒子的运动规律。
相对论
在相对论中，牛顿第二定 律被修正为适用于高速运 动的物体和强引力场中的 物体。
混沌理论
在混沌理论中，牛顿第二 定律被用来研究非线性动 力系统的复杂行为。
在工程领域的应用
机械工程
车辆工程
在机械工程中，牛顿第二定律被广泛 应用于机器和设备的动力学分析和设 计。
在车辆工程中，牛顿第二定律被用来 分析车辆的动力学性能和优化其设计。
航空航天工程
在航空航天工程中，牛顿第二定律被 用来分析飞行器的运动状态和控制其 飞行姿态。
04 牛顿第二定律的实验验证
实验目的
验证牛顿第二定律
通过实验测量加速度、力和质量之间的关系，验证牛顿第二定律 的正确性。
理解加速度的决定因素
牛顿第二定律是经典力学中的 一个基本定律，它揭示了力、 质量和加速度之间的内在关系。
公式表达
牛顿第二定律的公式表达为 F=ma，其中F表示物体受到的 合外力，m表示物体的质量，a
表示物体的加速度。
这个公式表明，当合外力作用于 物体时，会产生加速度，加速度 的大小与合外力的大小成正比，
与物体的质量成反比。
正确性。
05 牛顿第二定律的发展与展 望
对牛顿第二定律的质疑与验证
物理牛顿第二定律
物理牛顿第二定律
1 牛顿第二定律
牛顿第二定律是1687年英国物理学家牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出的一项重要定律。
它指出，物体在作用于物体的外力的作
用下，物体受到力的大小等于物体质量乘以加速度。
牛顿第二定律公式：F = ma
该公式表示，受力物体的加速度a受外力F及其质量m的影响而
变化，使其总量为F/m。
由此可知，受力物体的加速度越大，拉力越大。
2 法定变量
牛顿第二定律的构成有二：力F和加速度a。
F代表外力，m表示
施加外力的物体的质量，a代表受力物体的加速度。
加速度是从外力引起受力物体产生动量的变化程度，它决定着外力作用力大小。
3 其他因素
在计算牛顿第二定律时，要注意力的方向：面对方向相反的外力
的作用，它们的加速度也会受到影响。
比如，物体由北向南移动时，
它会受到南向移动的外力的抵消。
另外，还要注意外力的大小,越大的
外力可以使受力物体的加速度更大。
4 应用
牛顿第二定律是物理学中最基本的定律之一，也是非常重要的定律。
大多数物理学家都以牛顿第二定律为准绳，更深入地研究和解释物理学问题。
它不仅在工程领域，在生物、固体和化学领域也应用较为广泛。
初中物理之牛顿第二定律
初中物理之牛顿第二定律
牛顿第二定律是物理学中非常重要的一条定律，它描述了物体受力时产生加速度的关系。
根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与作用在其上的力成正比，与物体的质量成反比。
牛顿第二定律的数学表达式为：
F = ma
其中，F代表物体所受的力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
牛顿第二定律指出，当作用在物体上的力增加时，物体的加速度也会增加；而当物体的质量增加时，物体的加速度会减小。
这个定律的重要性在于它可以用来解释物体在外力作用下的运动规律。
通过牛顿第二定律，我们可以计算物体在给定作用力下的加速度，进而预测物体的运动状态。
牛顿第二定律广泛应用于力学、动力学等领域。
它不仅对解释
宇宙中的运动现象有着重要的作用，也在工程领域中有着广泛的应用。
例如，在建筑设计中，我们可以通过使用牛顿第二定律来计算
桥梁、楼房等结构物所承受的力和应变情况。
总结一下，牛顿第二定律是初中物理中的重要内容，它描述了
物体在受力作用下的加速度与力和质量的关系。
通过牛顿第二定律，我们可以解释和预测物体的运动行为，在实际应用中也能发挥重要
的作用。
高考物理——牛顿第二定律
牛顿第二定律一、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
公式F=ma.理解要点：（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；（3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，Fx =max,Fy=may, 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。
（4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿（使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.（5）应用牛顿第二定律解题的步骤：二、经典问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。
物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。
当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma 对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。
例1、如图2（a ）所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上，L 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L 2水平拉直，物体处于平衡状态。
现将L 2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。
问题2：必须弄清牛顿第二定律的独立性。
当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。
牛顿第二定律概念解释
牛顿第二定律概念解释
定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
牛顿第二定律的三个性质：
（1）矢量性：力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定.牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同.
（2）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系.牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应.
对于一个质量一定的物体来说,它在某一时刻加速度的大小和方向,只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定．当它受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义．例如,物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止,这说明物体受到的合外力为零．若突然撤去力F2,而力F1保持不变,则物体将沿力F1的方向加速运动．这说明,在撤去力F2后的瞬时,物体获得了沿力F1方向的加速度a1．撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1,而同时发生的是物体的加速度由零变为a1.所以,物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的.（即F、a同生同灭）
（3）相对性：自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系.地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立.。
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4-3
一、选择题(本大题共6小题，每小题5分，共30分)
1．(多选)(2017·南通高一检测)某物体在粗糙水平面上受一水平恒定拉力F作用由静止开始运动，下列四幅图中，能正确反映该物体运动情况的图象是()
【解析】物体所受合力一定，由F＝ma知加速度a恒定，故C错误，D正确；又由v＝at知v与t 成正比，A正确；由s＝1
2知s与t2成正比，故B错误。
2at
【答案】AD
2．(多选)(2017·成都高一检测)力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5 m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2 m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小可能是()
A．5 m/s2B．2 m/s2C．8 m/s2D．6 m/s2
【解析】设物体A的质量为m，则F1＝ma1，F2＝ma2，当F1和F2同时作用在物体A上时，合力的大小范围是F1－F2≤F≤F1＋F2，即ma1－ma2≤ma≤ma1＋ma2，加速度的大小范围为3 m/s2≤a≤7 m/s2，正确选项为A、D。
【答案】AD
3．(多选)如图所示，沿平直轨道运动的火车车厢中有一光滑的水平桌面，桌面上有一弹簧和小球，弹簧左端固定，右端拴着小球，弹簧处于原长状态。
现发现弹簧的长度变短，关于弹簧长度变短的原因，以下判断中正确的是()
A．火车可能向右运动，速度在增加
B．火车可能向右运动，速度在减小
C．火车可能向左运动，速度在增加
D．火车可能向左运动，速度在减小
【答案】AD
4．(2016·海南高考)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度—时间图线如图所示。
已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5 s、5～10 s、10～15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则()
A．F1<F2B．F2>F3
C．F1>F3D．F1＝F3
【解析】加速下滑过程，有mg sin θ－F1－f＝ma，匀速下滑过程，有mg sin θ－F2－f＝0，减速下滑时，有F3－mg sin θ＋f＝ma，故有F1<F2<F3。
【答案】A
5．如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小分别是()
A．a P＝g a Q＝g B．a P＝2g a Q＝g
C．a P＝g a Q＝2g D．a P＝2g a Q＝0
【解析】原来平衡，弹簧弹力F与Q重力mg相等。
细绳烧断瞬间，弹簧弹力不变，故Q所受合力
仍为零，故a Q＝0；P受到重力mg和弹簧向下的压力mg，故加速度a P＝F＋mg
m
＝2mg
m
＝2g。
【答案】D
6.
(2017·玉溪高一检测)如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是()
A ．L ＋Fm 2（m 1＋m 2）k
B ．L －Fm 1
（m 1＋m 2）k
C ．L －Fm 1m 2k
D ．L ＋Fm 2
m 1k
【解析】 由牛顿第二定律，对甲、乙整体F ＝(m 1＋m 2)a ，对甲kx ＝m 1a ，其中x 为弹簧的压缩量，解得x ＝m 1F （m 1＋m 2）k ，所以两木块之间的距离为L －x ＝L －m 1F
（m 1＋m 2）k
，B 正确。
【答案】 B
二、非选择题(本大题共2小题，共20分。
要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
7．(10分)(2017·沈阳高一检测)水平地面上的木箱质量为20 kg ，用大小为100 N 的水平力推木箱，恰好能使木箱匀速前进；若用同样大小的力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，如图所示，木箱的加速度多大？(取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
【解析】 如图甲所示，木箱匀速运动时滑动摩擦力F f ＝μmg ＝F ，所以μ＝F f mg ＝F mg ＝10020×10＝0.5
木箱加速运动时，如图乙所示
水平方向由牛顿第二定律知 F cos 37°－μF ′N ＝ma 竖直方向F sin 37°＋F ′N ＝mg
代入数据联立解得a ＝0.5 m/s 2 【答案】 0.5 m/s 2
8．(10分)质量为2 kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F ，其运动的v -t 图象如图所示。
g 取10 m/s 2，求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ； (2)水平推力F 的大小；
(3)0～10 s 内物体运动位移的大小。
【解析】 (1)物体做匀减速运动的时间为Δt 2＝(10－6) s ＝4 s ，初速度为v 20＝8 m/s ，末速度为v 2t ＝0，加速度为a 2，则a 2＝v 2t －v 20
Δt 2
＝－2 m/s 2
设物体所受的摩擦力为F f ，由牛顿第二定律得F f ＝ma 2 F f ＝－μmg
联立以上各式解得μ＝0.2。
(2)物体做匀加速直线运动的时间为Δt 1＝6 s ，初速度为v 10＝2 m/s ，末速度为v 1t ＝8 m/s ，加速度为a 1，则
a 1＝v 1t －v 10Δt 1
＝1 m/s 2
根据牛顿第二定律，有F ＋F f ＝ma 1 联立以上各式解得F ＝6 N 。
(3)由匀变速直线运动位移公式，得
x ＝x 1＋x 2＝v 10Δt 1＋12a 1Δt 21＋v 20Δt 2＋12a 2Δt 2
2＝46 m 。
【答案】 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m。