牛顿第二定律知识点总结和典型例题
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
「核心物理4」高中物理之牛顿第二定律核心知识讲解附例题讲解

「核心物理4」高中物理之牛顿第二定律核心知识讲解附例题
讲解
牛顿第二定律
1.定义:
物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.公式:
3.重要意义:
解决不平衡问题
牛顿第二定律揭示了运动和力的关系,始终记住合力和加速度具有同一性,即合力的大小和加速度大小同时变化、它们方向始终相同。
确定出一个物理量的变化即能判断另一个物理量的变化。
4.解题思路:
①首先是受力分析;
②当各力的方向不在同一直线是正交分解;
③找到加速度a方向,即合力F合方向;
④列式子时,通过受力分析表示出合力大小,写在公式左边,公式右边仅用ma表示即可,在写公式第一步时不可随意移项。
5.两种考察方式
(1)从受力确定运动情况(已知受力情况)
解题思路:
①根据牛顿第二定律求出加速度——a
②根据运动学规律确定物体运动情况——位移x、速度v、时间t
(2)从运动情况确定受力(已知运动情况)
解题思路:
①根据运动学规律确定物体的加速度——a
②根据牛顿第二定律求出力——F
6.用到的知识:
受力分析、力的分解、牛顿第二定律、匀变速直线运动公式。
7.考题猜想:
题目中含有加速度a、各种力,常和匀变速直线运动几个公式联立考察。
牛顿第二定律知识点及其经典例题分析

牛顿第二定律知识要点梳理知识点一一牛顿第二定律▲知识梳理一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律内容:物体运动的加速度与所受的合外力处边成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力相同。
2•牛顿第二定律的比例式为总叫;表达式为卩皿°3•力的单位是牛(N),丄N力的物理意义是使质量为m=lkg的物体产生^=Ws2的加速度的力。
4•几点说明:(1)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力是加速度产生的根本原因.加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。
(2)矢量性:是—个矢量方程,加速度a与力F方向相同。
(3)独立性:物体受到几个力的作用,一个力产生的加速度只与此力有关,与其他力无关。
(4)同体性:指作用于物体上的力使该物体产生加速度。
二、整体法与隔离法1•连接体:由两个或两个以上的物体组成的物体系统称为连接体。
2•隔离体:把某个物体从系统中单独“隔离”岀来,作为研究对象进行分析的方法叫做隔离法(称为“隔离审查对象”)O3•整体法:把相互作用的多个物体视为一个系统、整体进行分析研究的方法称为整体法。
三、正交分解法与牛顿第二定律的结合应用当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题,多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上,有:丘二如(沿加速度方向);约一° (垂直于加速度方向)特殊情况下分解加速度比分解力更简单。
应用步骤一般为:①确定研究对象J②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系.把力或加速度分解在X轴和y轴上;④分别沿X轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值。
四、用牛顿运动定律解题的一般步骤1•审题,明确题意,清楚物理过程;2•选取研究对象,可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统;3•运用隔离法对研究对象进行受力分析,画出受力示意图;4•建立坐标系,一般情况下可选择物体运动方向或加速度方向为正方向;5•根据牛顿运动定律、运动学公式、题目所给的条件列方程;6•解方程,对结果进行分析,检验或讨论。
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牛顿运动定律的应用一、知识归纳:1、牛顿第二定律(1)定律内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.(2)定义式:F 合=ma2、对牛顿第二定律的理解(1)瞬时性.根据牛顿第二定律,对于质量确定的物体而言,其加速度的大小和方向完全由物体受到的合外力的大小和方向所决定.加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系.(2)矢量性.F =ma 是一个矢量式.力和加速度都是矢量,物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定.已知F 合的方向,可推知a 的方向,反之亦然.(3)同体性:a =mF 合各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性.(4)独立性:F 合产生的a 是物体的合加速度,x 方向的合力产生x 方向的加速度,y 方向的合力产生y 方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为F x =ma x ,F y =ma y .(5)相对性:公式中的a 是相对地面的而不是相对运动状态发生变化的参考系的. 特别提醒:(1)物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度. (2)不能根据m =m F 得出m ∝F ,m ∝a1的结论.物体的质量m 与物体受的合外力和运动的加速度无关. 3、合外力、加速度、速度的关系(1)物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合外力与加速度的大小关系是F =ma ,只要有合外力,不管速度是大还是小,或是零,都有加速度,只要合外力为零,则加速度为零,与速度的大小无关.只有速度的变化率才与合外力有必然的联系.(2)合力与速度同向时,物体做加速运动,反之减速. (3)力与运动关系:力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化(运动状态变化),物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度大小无必然的联系.(4)加速度的定义式与决定式:a =tv∆∆是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法;a =mF是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素. 特别提醒:物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系,即a 与合力F 方向总是相同,但速度v 的方向不一定与合外力的方向相同.讨论点一:如图所示,对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用瞬间 ( )A .物体立即获得速度B .物体立即获得加速度C .物体同时获得速度和加速度D .由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零 4、力的单位(1)当物体的质量是m =1kg ,在某力的作用下它获得的加速度是a =1m/s 2时,那么这个力就是1牛顿,符号N 表示.(2)比例系数k 的含义:根据F =kma 知,k =F/ma ,因此k 在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小.k 的大小由F 、m 、a 三者的单位共同决定,三者取不同的单位k 的数值不一样,在国际单位制中,k =1.由此可知,在应用公式F =ma 进行计算时,F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位制中相应的单位.讨论点二:在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法,正确的是A.k的数值由F、m、a的数值决定B.k的数值由F、m、a的单位决定C.在国际单位制中,k=1 D.在任何情况下k都等于15、应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象(有时选取合适的研究对象,可使解题大为简化)(2)分析研究对象的受力情况,画出受力分析图(3)选定正方向或建立适当的正交坐标系(4)求合力,列方程求解(5)对结果进行检验或讨论6、超重、失重(1)视重:所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所看到的读数.(2)超重:当物体具有向上的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力(即视重大于重力)的现象称为超重现象.(3)失重:当物体具有向下的加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力(即视重小于重力)的现象,称为失重现象.(4)完全失重:当物体向下的加速度a=g时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,即视重等于零时,称为完全失重状态.(5)产生超重、失重现象的原因:①产生超重的原因:当物体具有向上的加速度a(向上加速或向下减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬绳的拉力)为F.由牛顿第二定律可得:F-mg=ma所以F=m(g+a)>mg由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′>mg.②产生失重现象的原因:当物体具有向下的加速度a(向下加速或向上减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬绳对物体的拉力)为F.由牛顿第二定律可知:mg-F=ma所以F=m(g-a)<mg由牛顿第三定律可知,物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)F′<mg.特例:当物体具有向下的加速度a=g时.则F′=0.物体处于完全失重状态.(6)对超重和失重现象的理解.①物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力始终不变,只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化,看起来物重好像有所增大或减小.②发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关,只取决于物体加速度的方向.③在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸在水中的物体不受浮力等.靠重力才能使用的仪器,也不能再使用,如天平、液体气压计等.讨论点一:如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别静止于水平地面的台秤P、Q上,他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端,稳定后弹簧秤的示数为F,若弹簧秤的质量不计,下列说法正确的是()A.甲同学处于超重状态,乙同学处于失重状态B.台秤P的读数等于mg-FC.台秤Q的读数为mg-2FD.两台秤的读数之和为2mg二、典型题型题型1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性牛顿第二定律F=ma是矢量式,加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。
牛顿第二定律专题(含经典例题)

牛顿第二定律专题1.考纲解读2.考点整合考点一牛顿第二定律1.定律内容:物体的加速度跟物体成正比,跟物体的成反比,加速度的方向跟合外力的方向 .2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决,“瞬时性”是指加速度和合外力存在着关系,合外力改变,加速度相应改变,“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和.3.牛顿第二定律的分量式:ΣFx=max,ΣFy=may[特别提醒]:F是指物体所受到的合外力,即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系,即有合外力就有加速度,没有合外力就没有加速度.【例1】如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车水平向右的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO'沿杆方向)【解析】对小球进行受力分析,小球受重力和杆对小球的弹力,弹力在竖直方向的分量和重力平衡,小球在水平方向的分力提供加速度,故C正确.【答案】C【方法点评】本题考查牛顿第二定律,只要能明确研究对象,进行受力分析,根据牛顿第二定律列方程即可.考点二力、加速度和速度的关系在直线运动中当物体的合外力(加速度)与速度的方向时,物体做加速运动,若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动,当物体的合外力(加速度)方向与速度的方向时,物体做减速运动.若合外力(加速度)恒定,物体做运动,若合外力(加速度)变化,则物体做运动.[特别提醒]:要分析清楚物体的运动情况,必须从受力着手,因为力是改变运动状态的原因,求解物理问题,关键在于建立正确的运动情景,而这一切都必须从受力分析开始.[例2] 如图3-12-1所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?最低点的加速度是否比g大?(实际平衡位置,等效成简谐运动)图3-12-1[解析]小球接触弹簧后受两个力,向下的重力mg和向上的弹力.(如图3-12-2(a)所示刚开始时,当<mg时,小球合力向下,,合力不断变小,因而加速度减小,由于a方向与v0同向,因此速度继续变大.当=mg时,如图3-12-2(b)所示,合力为零,加速度为零,速度达到最大值.之后小球由于惯性仍向下运动,继续压缩弹簧,但>mg,合力向上,由于加速度的方向和速度方向相反,小球做加速度增大的减速运动,因此速度减小到零弹簧被压缩到最短.如图3-12-2(c)所示[答案]小球压缩弹簧的过程,合外力的方向先向下后向上,大小是先变小至零后变大,加速度的方向也是先向下后向上,大小是先变小后变大,速度的方向始终向下,大小是先变大后变小. (还可以讨论小球在最低点的加速度和重力加速度的关系)[方法技巧]要分析物体的运动情况一定要从受力分析着手,再结合牛顿第二定律进行讨论、分析.对于弹簧类问题的求解,最好是画出弹簧的原长,现在的长度,这样弹簧的形变长度就一目了然,使得求解变得非常的简单明了.考点三瞬时问题瞬时问题主要是讨论细绳(或细线)、轻弹簧(或橡皮条)这两种模型.细绳模型的特点:细绳不可伸长,形变,故其张力可以,弹簧(或橡皮条)模型的特点:形变比较,形变的恢复需要时间,故弹力 .[特别提醒]求解瞬时问题,首先一定要分清类型,然后分析变化之前的受力,再分析变化瞬间的受力,这样就可以很快求解.[例3]如图5所示,质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO烧断,在绳AO烧断的瞬间,下列说法正确的是()A.弹簧的拉力B.弹簧的拉力C.小球的加速度为零D.小球的加速度[解析]烧断OA之前,小球受3个力,如图所示,烧断细绳的瞬间,绳子的张力没有了,但由于轻弹簧的形变的恢复需要时间,故弹簧的弹力不变,A正确。
高中物理必修一 牛顿第二定律 (含练习解析)

牛顿第二定律【学习目标】1.深刻理解牛顿第二定律,把握Fam=的含义.2.清楚力的单位“牛顿”是怎样确定的.3.灵活运用F=ma解题.【要点梳理】要点一、牛顿第二定律(1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.(2)公式:Fam∝或者F ma∝,写成等式就是F=kma.(3)力的单位——牛顿的含义.①在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1 m/s2加速度的力,叫做1N.即1N=1kg·m/s2.②比例系数k的含义.根据F=kma知k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小,k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位,k的数值不一样,在国际单位制中,k=1.由此可知,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位.要点二、对牛顿第二定律的理解(1)同一性【例】质量为m的物体置于光滑水平面上,同时受到水平力F的作用,如图所示,试讨论:①物体此时受哪些力的作用?②每一个力是否都产生加速度?③物体的实际运动情况如何?④物体为什么会呈现这种运动状态?【解析】①物体此时受三个力作用,分别是重力、支持力、水平力F.②由“力是产生加速度的原因”知,每一个力都应产生加速度.③物体的实际运动是沿力F的方向以a=F/m加速运动.④因为重力和支持力是一对平衡力,其作用效果相互抵消,此时作用于物体的合力相当于F.从上面的分析可知,物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性.因此,牛顿第二定律F=ma中,F为物体受到的合外力,加速度的方向与合外力方向相同.(2)瞬时性前面问题中再思考这样几个问题:①物体受到拉力F作用前做什么运动?②物体受到拉力F作用后做什么运动?③撤去拉力F后物体做什么运动?分析:物体在受到拉力F前保持静止.当物体受到拉力F后,原来的运动状态被改变.并以a=F/m加速运动.撤去拉力F后,物体所受合力为零,所以保持原来(加速时)的运动状态,并以此时的速度做匀速直线运动.从以上分析知,物体运动的加速度随合力的变化而变化,存在着瞬时对应的关系.F =ma 对运动过程中的每一瞬间成立,某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力的作用就有加速度产生.外力停止作用,加速度随即消失,在持续不断的恒定外力作用下,物体具有持续不断的恒定加速度.外力随着时间而改变,加速度就随着时间而改变.(3)矢量性从前面问题中,我们也得知加速度的方向与物体所受合外力的方向始终相同,合外力的方向即为加速度的方向.作用力F 和加速度a 都是矢量,所以牛顿第二定律的表达式F =ma 是一个矢量表达式,它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同,而速度的方向与合外力的方向无必然联系.(4)独立性——力的独立作用原理①什么是力的独立作用原理,如何理解它的含义?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作用原理.②对力的独立作用原理的认识a .作用在物体上的一个力,总是独立地使物体产生一个加速度,与物体是否受到其他力的作用无关.如落体运动和抛体运动中,不论物体是否受到空气阻力,重力产生的加速度总是g .b .作用在物体上的一个力产生的加速度,与物体所受到的其他力是同时作用还是先后作用无关.例如,跳伞运动员开伞前,只受重力作用(忽略空气阻力),开伞后既受重力作用又受阻力作用,但重力产生的加速度总是g .c .物体在某一方向受到一个力,就会在这个方向上产生加速度.这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关,还和物体的初始运动状态无关.例如,在抛体运动中,不论物体的初速度方向如何,重力使物体产生的加速度总是g ,方向总是竖直向下的.d .如果物体受到两个互成角度的力F 1和F 2的作用,那么F 1只使物体产生沿F 1方向的加速度11F a m =,F 2只使物体产生沿F 2方向的加速度22F a m=. 在以后的学习过程中,我们一般是先求出物体所受到的合外力,然后再求出物体实际运动的合加速度.(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力.牛顿第一定律定义了力,而牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的,如果我们不知道物体在不受外力情况下处于怎样的运动状态,要研究物体在力的作用下将怎样运动,显然是不可能的,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代替的,也不是牛顿第二定律的特例.要点三、利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤(1)明确研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出示意图.(3)求出合力F 合.(4)由F ma =合列式求解.用牛顿第二定律解题,就要对物体进行正确的受力分析,求合力.物体的加速度既和物体的受力相联系,又和物体的运动情况相联系,加速度是联系力和运动的纽带.故用牛顿第二定律解题,离不开对物体的受力情况和运动情况的分析.【说明】①在选取研究对象时,有时整体分析、有时隔离分析,这要根据实际情况灵活选取. ②求出合力F 合时,要灵活选用力的合成或正交分解等手段处理.一般受两个力时,用合成的方法求合力,当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题,多数情况下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上有:x F ma =(沿加速度方向).0y F =(垂直于加速度方向).特殊情况下分解加速度比分解力更简单.应用步骤一般为:①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况并画出受力图;③建立直角坐标系,把力或加速度分解在x 轴或y 轴上;④分别沿x 轴方向和y 轴方向应用牛顿第二定律列出方程;⑤统一单位,计算数值.【注意】在建立直角坐标系时,不管选取哪个方向为x 轴正方向,所得的最后结果都应是一样的,在选取坐标轴时,应以解题方便为原则来选取.【典型例题】类型一、对牛顿第二定律的理解例1、物体在外力作用下做变速直线运动时( )A .当合外力增大时,加速度增大B .当合外力减小时,物体的速度也减小C .当合外力减小时,物体的速度方向与外力方向相反D .当合外力不变时,物体的速度也一定不变【思路点拨】对同一物体,合外力的大小决定了加速度大小,但是,加速度与速度没有必然的联系。
牛顿第二定律及其应用 知识点总结与典例(最新)

牛顿第二定律及其应用知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一牛顿第二定律、单位制1.牛顿第二定律(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。
加速度的方向与作用力的方向相同。
(2)表达式a=Fm或F=ma。
(3)适用范围①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。
2.单位制(1)单位制由基本单位和导出单位组成。
(2)基本单位基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、长度,它们的国际单位分别是千克、秒、米。
(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。
知识点二动力学中的两类问题1.两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况。
(2)已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下:【方法技巧】两类动力学问题的解题步骤知识点三超重和失重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的。
(2)视重①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2.超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下,大小a=g原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=mgF=0运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升无阻力的抛体运动;绕地球匀速圆周运动知识点四动力学中整体法、隔离法的应用1.外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
(完整版)高一物理牛顿第二定律典型例题答案及讲解

高一物理牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析【例1】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,木块将作将作 [ ] [ ]A .匀减速运动.匀减速运动B .匀加速运动.匀加速运动C .速度逐渐减小的变加速运动.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.速度逐渐增大的变加速运动【分析】 木块受到外力作用必有加速度,已知外力方向不变,数值变小,根据牛顿第二定律可知,木块加速度的方向不变,大小在逐渐变小,也就是木块每秒增加的速度在减少,由于加速度方向与速度方向一致,木块的速度大小仍在不断增加,即木块作的是加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动.的变加速运动. 【答】 D .【例2】 一个质量m=2kg 的木块,放在光滑水平桌面上,受到三个大小均为F=10N F=10N、与桌面平、与桌面平行、互成120120°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多°角的拉力作用,则物体的加速度多大?若把其中一个力反向,物体的加速度又为多少?少?【分析】 物体的加速度由它所受的合外力决定.放在水平桌面上的木块共受到五个力作用:竖直方向的重力和桌面弹力,水平方向的三个拉力.由于木块在竖直方向处于力平衡状态,因此,只需由水平拉力算出合外力即可由牛顿第二定律得到加速度.只需由水平拉力算出合外力即可由牛顿第二定律得到加速度.(1)由于同一平面内、大小相等、互成120120°角的三个力的合力等于零,所以木块的加速度°角的三个力的合力等于零,所以木块的加速度a=0a=0..(2)物体受到三个力作用平衡时,其中任何两个力的合力必与第三个力等值反向.如果把某一个力反向,则木块所受的合力F 合=2F=20N =2F=20N,所以其加速度为:,所以其加速度为:,所以其加速度为:它的方向与反向后的这个力方向相同.它的方向与反向后的这个力方向相同.【例3】 沿光滑斜面下滑的物体受到的力是沿光滑斜面下滑的物体受到的力是 [ ] [ ] A .力和斜面支持力.力和斜面支持力B .重力、下滑力和斜面支持力.重力、下滑力和斜面支持力C .重力、正压力和斜面支持力.重力、正压力和斜面支持力D .重力、正压力、下滑力和斜面支持力.重力、正压力、下滑力和斜面支持力【误解一】选(选(B B )。
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一、牛顿第二定律1. (1)内容:物体的加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
(2)表达式:F=Kma,当单位采用国际单位制时K=1,F=ma。
(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。
二、单位制、基本单位、导出单位(1)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
①基本物理量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本物理量。
②基本单位:基本物理量的单位。
力学中的基本物理量有三个,它们是质量、时间、长度,它们的单位是基本单位。
③导出单位:由基本单位根据物理关系推导出来其他物理量单位。
(2)国际单位制中的基本单位三、牛顿定律的应用1.动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求物体的运动情况;(2)已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法:以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:四、牛顿第二定律的瞬时性1.牛顿第二定律: (1)表达式为F=ma。
(2)理解:其核心是加速度与合外力瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时消失、同时变化。
2.两类模型(1)刚性绳(或接触面)—不发生明显形变就产生弹力物体,剪断(或脱离)后,弹力立即消失,不需要形变恢复时间。
(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变。
3.解题思路分析瞬时变化前后物体的受力情况→列牛顿第二定律方程→求瞬时加速度4.求解瞬时加速度问题时应抓住“两点”(1)物体的受力情况和运动情况是相对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
如例题中突然剪断细绳,就要重新受力分析和运动分析,同时注意哪些力发生突变。
(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
五、弹簧弹力作用下的动态运动问题的基本处理方法宜采用“逐段分析法”与“临界分析法”相结合,将运动过程划分为几个不同的子过程,而找中间的转折点是划分子过程的关键:(1)合外力为零的点即加速度为零的点,是加速度方向发生改变的点,在该点物体的速度具有极值。
(2)速度为零的点,是物体运动方向(速度方向)发生改变的转折点。
六、动力学的两类基本问题的两个关键点及解题步骤(1)把握“两个分析”“一个桥梁”:两个分析:物体的受力情况分析和运动过程分析。
一个桥梁:加速度是联系物体运动和受力的桥梁。
(2)画草图寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。
如例题中第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度。
七、等时圆模型的分析步骤如下以及等时圆模型的两种情况(1)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过圆周最低点的光滑弦由静止下滑,到达圆周最低点的时间均相等,且为t=2Rg(如图甲)。
(2)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过顶点的光滑弦由静止下滑,到达圆周低端时间相等为t=2Rg(如图乙)。
一、牛顿第二定律基本物理量符号单位名称单位符号质量m 千克kg时间t 秒s长度l 米m电流I 安[培] A热力学温度T 开[尔文]K物质的量n 摩[尔]mol 发光强度I V坎[德拉]cd1. (1)内容:物体的加速度的大小跟成正比,跟物体的成反比,加速度的方向与的方向相同。
(2)表达式:F=,当单位采用国际单位制时K=1,F=ma。
(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于参考系(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 (相对于分子、原子)、运动(远小于光速)的情况。
二、单位制、基本单位、导出单位(1)单位制:和一起组成了单位制。
①基本物理量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本物理量。
②基本单位:的单位。
力学中的基本物理量有三个,它们是、、,它们的单位是基本单位。
③导出单位:由根据物理关系推导出来其他物理量单位。
(2)国际单位制中的基本单位三、牛顿定律的应用1.动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求物体的;(2)已知运动情况求物体的。
2.解决两类基本问题的方法:以为“桥梁”,由和列方程求解,具体逻辑关系如图:四、牛顿第二定律的瞬时性1.牛顿第二定律: (1)表达式为F=ma。
(2)理解:其核心是加速度与合外力瞬时对应关系,二者总是同时、同时消失、同时。
2.两类模型(1)刚性绳(或接触面)—不发生明显形变就产生弹力物体,剪断(或脱离)后,弹力,不需要形变恢复时间。
(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成。
3.解题思路分析瞬时变化前后物体的受力情况→列牛顿第二定律方程→求瞬时加速度4.求解瞬时加速度问题时应抓住“两点”(1)物体的受力情况和运动情况是相对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
如例题中突然剪断细绳,就要重新受力分析和运动分析,同时注意哪些力发生突变。
(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个过程的积累,不会发生突变。
五、弹簧弹力作用下的动态运动问题的基本处理方法宜采用“逐段分析法”与“临界分析法”相结合,将运动过程划分为几个不同的子过程,而找中间的转折点是划分子过程的关键:(1)合外力为零的点即加速度为零的点,是加速度方向发生改变的点,在该点物体的速度具有极值。
(2)速度为零的点,是物体运动方向(速度方向)发生改变的转折点。
六、动力学的两类基本问题的两个关键点及解题步骤(1)把握“两个分析”“一个桥梁”:两个分析:物体的受力情况分析和运动过程分析。
一个桥梁:加速度是联系物体运动和受力的桥梁。
(2)画草图寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。
如例题中第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度。
七、等时圆模型的分析步骤如下以及等时圆模型的两种情况(1)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过圆周最低点的光滑弦由静止下滑,到达圆周最低点的时间均相等,且为t=2Rg(如图甲)。
(2)物体沿着位于同一竖直圆上的所有过顶点的光滑弦由静止下滑,到达圆周低端时间相等为t=2Rg(如图乙)。
基本物理量符号单位名称单位符号质量时间长度电流热力学温度物质的量发光强度例1 如图所示,三个物块A、B、C的质量满足m A=2m B=3m C,A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连,A与B之间用细绳相连,1. 当系统静止后,突然剪断A、B间的细绳,则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )A.-56g、2g、0 B.-2g、2g、0 C.-56g、53g、0 D.-2g、53g、g2.(多选)如图所示,A、B两物块质量分别为2m、m,用一轻弹簧相连,将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,系统处于静止状态,B物块恰好与水平桌面接触而没有挤压,此时轻弹簧的伸长量为x。
现将悬绳剪断,则下列说法正确的是( ) A.悬绳剪断后,A物块向下运动2x时速度最大 B.悬绳剪断后,A物块向下运动3x时速度最大C.悬绳剪断瞬间,A物块的加速度大小为2g D.悬绳剪断瞬间,A物块的加速度大小为3 2 g3.(多选)如图所示,一轻质弹簧一端固定在墙上的O点,自由伸长到B点。
今用一小物体m把弹簧压缩到A点(m与弹簧不连接),然后释放,小物体能经B点运动到C点而静止。
小物体m与水平面间的动摩擦因数μ恒定,则下列说法中正确的是( )A.物体从A到B速度越来越大 B.物体从A到B速度先增加后减小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4.(多选)如图所示,一个质量为m的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细杆的直径,圆环的两边与两个完全相同的轻质弹簧相连,轻质弹簧的另一端分别相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处,弹簧的劲度系数为k,起初圆环处于O点,弹簧处于原长状态且原长为l,细杆上面的A、B两点到O点的距离都为l。
将圆环拉至A点由静止释放,对于圆环从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )A.圆环通过O点的加速度小于g B.圆环在O点的速度最大C.圆环在A点的加速度大小为g+2-2klmD.圆环在B点的速度为2gl5.如图所示,AB和CD为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上,且斜槽都通过切点P。
设有一重物先后沿两个斜槽,从静止出发,由A滑到B和由C滑到D,所用的时间分别为t1和t2,则t1与t2之比为( )A.2∶1 B.1∶1 C.3∶1 D.1∶ 36.如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点。
竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心。
已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点。
则( )A.a球最先到达M点 B.b球最先到达M点 C.c球最先到达M点 D.b球和c球同时到达M点7.某电视台在娱乐节目中曾推出一个游戏节目——推矿泉水瓶。
选手们从起点开始用力推瓶子一段时间后,放手让它向前滑动,若瓶子最后停在桌上有效区域内(不能压线)视为成功;若瓶子最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。
其简化模型如图所示,AC是长度L1=5.5 m的水平桌面,选手们将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推它,BC为有效区域。
已知BC长度L2=1.1 m,瓶子质量m=0.5 kg,与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2。
某选手作用在瓶子上的水平推力F=11 N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,该选手要想游戏获得成功,试求:在手推瓶子过程中瓶子的位移取值范围。
(令5=2.2) (1)瓶子的运动过程分几段?各是什么运动?(2)选手若要成功,瓶子的位移在什么范围内?8.如图甲所示,光滑平台右侧与一长为l=2.5 m的水平木板相接,木板固定在地面上,现有一小滑块以v0=5 m/s初速度滑上木板,恰好滑到木板右端停止。
现将木板右端抬高,使木板与水平地面的夹角θ=37°,如图乙所示,让滑块以相同的初速度滑上木板,不计滑块滑上木板时的能量损失,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
求:(1)滑块与木板之间的动摩擦因数μ;(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。
9.如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g取10 m/s2,根据图象求:(1)物体的初速度v0;(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ;(3)取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin。