利用牛顿第二定律求加速度专题复习课程
2022届高考物理一轮复习 第11讲 牛顿第二定律应用(一) 讲义(考点+经典例题)
第十一讲牛顿第二定律应用(一)一、动力学的两类基本问题1.基本思路2.基本步骤3.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。
(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。
4.常用方法(1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法。
(2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)时，则采用正交分解法。
类型1已知物体受力情况，分析物体运动情况【典例1】如图甲所示，滑沙运动时，沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的动摩擦因数。
假设滑沙者的速度超过8 m/s时，滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由μ1＝0.5变为μ2＝0.25。
如图乙所示，一滑沙者从倾角θ＝37°的坡顶A 处由静止开始下滑，滑至坡底B (B 处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面，最后停在C 处。
已知沙板与水平地面间的动摩擦因数恒为μ3＝0.4，AB 坡长L ＝20.5 m ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2，不计空气阻力，求：(1)滑沙者到B 处时的速度大小；(2)滑沙者在水平地面上运动的最大距离；(3)滑沙者在AB 段与BC 段运动的时间之比。
解析 (1)滑沙者在斜面上刚开始运动时速度较小，设经过t 1时间下滑速度达到8 m/s ，根据牛顿第二定律得mg sin θ－μ1mg cos θ＝ma 1解得a 1＝2 m/s 2所以t 1＝v a 1＝4 s 下滑的距离为x 1＝12a 1t 21＝16 m接下来下滑时的加速度a 2＝g sin θ－μ2g cos θ＝4 m/s 2下滑到B 点时，有v 2B －v 2＝2a 2(L －x 1) 解得v B ＝10 m/s 。
(2)滑沙者在水平地面减速时的加速度大小a 3＝μ3g ＝4 m/s 2所以能滑行的最远距离x 2＝v 2B 2a 3＝12.5 m 。
高中物理【牛顿运动定律的应用】复习课件
2
g
上述结论可推导出以下两个推论: ①质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示; ②两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿过切点的不同的光滑弦由静止开 始滑到下端所用时间相等,如图丙所示。
处理等时圆问题的解题思路:
定点 2 | 连接体问题 1.连接体及其特点
典例 如图所示, 传送带与水平地面间的夹角θ=37°,传送带顶端A到底端B的长度L=23.2 m,传 送带始终以v0=8 m/s的速度逆时针转动【1】。在传送带顶端A轻放【2】一质量m=0.5 kg的煤块, 已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5【3】,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2, 求:煤块从传送带顶端A运动到底端B所需的时间t。
牛顿运动定律的应用
必备知识 清单破
知识点 1 | 牛顿第二定律的作用 牛顿第二定律确定了运动和力的关系,把物体的运动情况与受力情况联系起来。
知识点 2 | 从受力确定运动情况 1.问题概述
已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,判断出物体的运动状 态或求出物体运动相关参量。
2.解题思路 (1)分析对象→确定研究对象,进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图。 (2)求合外力→根据力的合成与分解,求出物体所受的合外力的大小和方向。 (3)求加速度→根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。 (4)求运动量→结合给定物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出运动参量。
质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦由静止开始下滑到环的最低点所用时间相等,如图
甲所示。证明如下:质点沿竖直直径下滑时,做自由落体运动,有2R= 1 gt2,则运动时间为t=2
专题四：利用牛顿第二定律求瞬时加速度
瞬间,甲、乙两图中的A 、 B两球的加速度分别是多大?
[答案] 甲图中:aA=g aB=g 乙图中:aA=2g aB=0 甲 乙
甲
乙
【例5】如图所示，轻质弹簧的上端与一质量为m的木块1相连， 下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水 平放置的光滑木板3上，并处于静止状态，现将木板3 沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，1、2的加速
F=80N
【例3】 ．如图所示，物体甲、乙质量均为m。弹簧和 悬线的质量可以忽略不计。当悬线被烧断的 瞬间，甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况：
A．甲是0，乙是g B．甲是g，乙是g C．甲是0，乙是0 D．甲是g／2，乙是g
甲
乙
【例4】如图所示,两个质量相同的小球A和B,甲图中两球用
不可伸长的细绳连接,然后用细绳0A悬挂起来;乙图中两 球间用轻弹簧连接,也用细绳0A悬挂起来,则剪断细绳0A
a=5m/s2
F
思考：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.如果将该例题中的轻质弹簧变成橡皮筋， 结果该如何？
2.如果将该例题中的轻质弹簧变成轻绳或轻杆， 结果又如何？
【例2】 一轻弹簧上端固定，下端挂一100N的重物，
处于平衡状态，现再施加80N的力将重物向 下拉，当重新达到平衡后放手，则在刚释放 的瞬间重物的加速度是____________ a=8m/s2 (已知：g=l0m／s2且始终在弹性限度内)
瞬间,其弹力的大小往往可
以看成不变。
小球脱离后的 瞬间弹簧对天 花板的拉力看 成不变.
【例1】如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端拴着一质量为
2千克的小球，小球置于光滑的水平地面上处于平衡状 态（弹簧处于原长），现对小球施加一大小为10N，方 向水平向右的拉力，当小球达到新的平衡后，将拉力F 撤去，则在将拉力F撤去的瞬间，小球的加速度为多大？
高三一轮牛顿第二定律复习教案
学生导学案内容
牛顿第二定律（ ） 第 2 讲：牛顿第二定律（1） 考纲要求】 【考纲要求】牛顿第二定律——Ⅱ类 （Ⅰ类——对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们。Ⅱ类 ——对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际 问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。） 学习目标】 【学习目标】 1、理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义 *2、理解牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和同一性。 【学法点拔】研读教材，独立完成导学案中的相关内容，阐明观点，以小组为单位提出疑问， 学法点拔】 课上探究。 【情感态度价值观 情感态度价值观】 情感态度价值观 通过本堂课的教学过程，培养学生的探究协作精神及发现问题、解决问题 的能力。 知识回顾】 的情况。 【知识回顾】 牛顿第二定律内容 物体加速度 内容： 一、牛顿第二定律内容：物体加速度的大小 三、简述你对牛顿第二定律的四个性质 跟作用力成 正比 ，跟物体的质量成 反 的理解 比 。加速度的方向跟 作用力方向 相 （1）矢量性： 同。）
小卷处理
巩固练习 巩固练习处理 自我评价 布置作业
下发正确答案， 然后巡视小组讨 论。 认真倾听学生展 示，适时加以补 充和点评，并对 重点内容加以补 充总结。板书。 “点” 指导学生完成课 堂小卷 宣布正确答案 引导学生完成自 我评价 布置作业
以小组为单位，讨论 小卷内容。 “探” 由小组选派一人选 择本组解决的一个 问题，做展示。其他 人及时完善补充。 整理记录，达成共 识。 “练” 个人完成课堂小卷 以小组为单位，交流 解决小卷内容。 根据自己实际情况 对自己的学情加以 评价 记录
教师教学过程
教学流程
魅力引课
课前小卷
2025届高考物理一轮复习资料第三章牛顿运动定律第2讲牛顿第二定律的基本应用
第2讲牛顿第二定律的基本应用学习目标 1.会用牛顿第二定律分析计算物体的瞬时加速度。
2.掌握动力学两类基本问题的求解方法。
3.知道超重和失重现象，并会对相关的实际问题进行分析。
1.2.3.4.1.思考判断(1)已知物体受力情况，求解运动学物理量时，应先根据牛顿第二定律求解加速度。
(√)(2)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解，所以加速度由运动情况决定。
(×)(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。
(×)(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力。
(×)(5)加速上升的物体处于超重状态。
(√)(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。
(√)(7)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。
(×)2.(2023·江苏卷，1)电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。
电梯加速上升的时段是()A.从20.0 s到30.0 sB.从30.0 s到40.0 sC.从40.0 s到50.0 sD.从50.0 s到60.0 s答案A考点一瞬时问题的两类模型两类模型例1 (多选)(2024·湖南邵阳模拟)如图1所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上，绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边用轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。
两小球均处于静止状态。
已知重力加速度为g，则()图1A.球1和球2的质量之比为1∶2B.球1和球2的质量之比为2∶1C.在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为3gD.在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为2g答案BC解析对小球1、2受力分析如图甲、乙所示，根据平衡条件可得F B＝m1g，F B sin30°＝m2g，所以m1m2＝21，故A错误，B正确；在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力未来得及变化，球2的加速度大小为0，弹簧弹力F B＝m1g，对球1，由牛顿第二定律有F合＝2m1g cos 30°＝m1a，解得a＝3g，故C正确，D错误。
第三章 第3课时 专题强化：牛顿第二定律的综合应用-2025物理大一轮复习讲义人教版
第3课时专题强化：牛顿第二定律的综合应用目标要求 1.知道连接体的类型以及运动特点，会用整体法、隔离法解决连接体问题。
2.理解几种常见的临界极值条件，会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题。
考点一动力学中的连接体问题多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体。
系统稳定时连接体一般具有相同的速度、加速度(或速度、加速度大小相等)。
1．共速连接体两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和相同的加速度。
(1)绳的拉力(或物体间的弹力)相关类连接体(2)叠加类连接体(一般与摩擦力相关)例1如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A．若水平面是光滑的，则m2越大，绳的拉力越大B．若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为m1Fgm1＋m2＋μm1C．绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关D．绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关答案C 解析若设木块和地面间的动摩擦因数为μ，以两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律有F －μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a ，得a ＝F －μ(m 1＋m 2)g m 1＋m 2，以木块1为研究对象，根据牛顿第二定律有F T －μm 1g ＝m 1a ，得a ＝F T －μm 1g m 1，系统加速度与木块1加速度相同，联立解得F T ＝m 1m 1＋m 2F ，可知绳子拉力大小与动摩擦因数μ无关，与两木块质量大小有关，无论水平面是光滑的还是粗糙的，绳的拉力大小均为F T ＝m 1m 1＋m 2F ，且m 2越大，绳的拉力越小，故选C 。
拓展(1)两个质量分别为m 1和m 2的木块1和2，中间用一条轻绳连接。
①如图甲所示，用力F 竖直向上拉木块时，绳的拉力F T ＝__________；②如图乙所示，用力F 沿光滑斜面向上拉木块时，绳的拉力为__________；斜面不光滑时绳的拉力F T ＝__________。
利用牛顿第二定律求加速度(单个,连接体,弹簧等)
1、质量为m的物体在水平面上滑动，水平面的摩擦系数为μ，求物体的加速度，（重力加速度为g）2、质量为m的物体在固定的光滑斜面上滑动，求物体的加速度，（重力加速度为g）拓展（1）质量为m的物体在固定的粗糙斜面上向上滑动，斜面的摩擦系数为μ，求物体的加速度，拓展（2）质量为m的物体在固定的粗糙斜面上向下滑动，斜面的摩擦系数为μ，求物体的加速度，3、行驶的汽车中用细线悬挂一小球，小球的质量为m，此时细线与竖直方向的夹角为θ，求汽车的加速度，（重力加速度为g）4、光滑的斜面上放置一小球，小球相对斜面静止，整体向右运动，求斜面的加速度，（重力加速度为g）5、物体放置在水平面上受到恒力F向右运动，F与水平方向成θ斜向右上，地面的摩擦系数为μ，求物体的加速度，（重力加速度为g）拓展：若恒力F斜向右下，求物体的加速度，（重力加速度为g）6、质量为m的人随电梯匀加速上行，加速度为a，求：（1）画出人的受力分析图（2）人受到的F N 和F f1、物体A、B的质量分别是m A、m B，在恒力F作用下向右运动，（1）水平面光滑。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力（2）水平面面的摩擦系数为μ。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力2、物体A、B的质量分别是m A、m B，中间用一细线连接，在恒力F作用下向右运动，（1）水平面光滑。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力（2）水平面面的摩擦系数为μ。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力3、斜面上物体A、B的质量分别是m A、m B，中间用一细线连接，在恒力F作用下运动，（1）斜面光滑。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力（2）斜面的摩擦系数为μ。
求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力4、物体A、B的质量分别是m A、m B，中间用一细线连接，在恒力F作用下向上运动，求物体A、B的加速度和物体A、B间的相互作用力5、把以上细线换成弹簧或细杆，会怎样？最终结论：F FF如图：不计滑轮摩擦，求车的加速度和细线拉力?如图：不计滑轮摩擦，求m1的加速度和细线拉力?如图：不计滑轮摩擦，m1＞m2求m1的加速度和细线拉力?6、“T”型物体倒立在地面上，质量为M，质量为m的小环套在上面向下滑动，滑动的加速度为a，求地面的支持力拓展：上面问题中，若“T”型物体对地面的压力为零，求环的加速度大小和方向。
加速度与牛顿第二定律综合实验初中二年级物理科目教案
加速度与牛顿第二定律综合实验初中二年级物理科目教案实验目的:通过本实验，学生将探索和理解加速度和牛顿第二定律的概念，并加以实践应用。
通过实验活动的亲身经历，学生能够充分理解并掌握物体在施加力的情况下产生的加速度的变化规律。
实验器材:1. 直线轨道2. 物体移动器（如小车）3. 弹簧测力计4. 质量块5. 平滑轨道保持器6. 与计算机连接的数据采集器和传感器7. 计算机软件（用于绘制实验结果和数据处理）实验原理:加速度（a）是物体在施加力的情况下产生的速度变化率。
牛顿第二定律（F=ma）表明，物体所受合力与物体的质量和加速度成正比。
本实验通过测量实验小车在受到不同力作用下的加速度来验证牛顿第二定律。
实验步骤:1. 将直线轨道放在水平桌面上，并固定好。
2. 将小车放在直线轨道的起点，并确保它自由移动。
3. 将弹簧测力计挂在小车上，并固定好。
4. 将质量块放在弹簧测力计上，并记录下测得的重力值。
5. 在直线轨道的其他位置设置数据采集器和传感器，以便测量小车在不同位置的速度和时间。
6. 使用计算机软件启动数据采集器，并进行实验。
7. 将质量块移开或添加额外的质量块，以改变小车所受的作用力，并记录下相应的加速度数据。
8. 每次改变作用力时，都要重复步骤 5-7.9. 运用数据采集器的功能，绘图并显示实验结果。
根据结果对牛顿第二定律进行验证。
实验结果分析:根据实验数据的分析，学生可以绘制出加速度和施加力之间的关系图表。
结果应该显示出加速度与所施加力成正比关系，符合牛顿第二定律的表述。
学生可以利用这些数据和结果，在实验报告中描述和探索牛顿第二定律的应用。
实验扩展:1. 加入不同形状和质量的物体进行实验，观察加速度和施加力的变化。
2. 改变直线轨道的倾斜角度，探索和分析加速度和施加力之间的关系。
3. 将实验扩展到倾斜平面上，观察物体在斜面上的运动和加速度变化。
4. 利用光电门和计时器进行实验，研究滑轮系统中的加速度和力。
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解题的一般方法和步骤：
牛顿第二定律
运动学规律
受力情况
a
运动情况
对研究对象进行 受力分析，画出 受力分析图.
解题桥梁
利用力的合成或 正交分解，写出 F合的表达式.
利用牛顿第二定 律，写出 a=F合/m表达式.
Fx F cos Fy F sin
x : Fx合 y : Fy合 0
辅助方程式：f =μFN
FN= mg吗？
1、已知质量为m的木块在大小为F的水平拉力
的作用下沿光滑水平地面做匀加速直线运动， 则物体的加速度为多少?
2、已知质量为m的木块在大小为F的水平拉力的作用 下沿粗糙水平地面做匀加速直线运动, 已知物体与 水平面间的动摩擦因数为，则物体的加速度为多少?
3、已知质量为m的木块在大小为F，方向与水平 方向成θ角的斜向上拉力作用下沿光滑水平地面 做匀加速直线运动，则物体的加速度为多少? （重力加速度为g已知）
6、已知质量为m的木块在大小为F，方向与水平面间的动摩擦 因数为，则物体的加速度为多少? （重力加速度为g已知）
7、如图，质量为m的物块在倾角为θ的光滑斜面上 匀加速下滑过程中，则物块的加速度为多少？（重 力加速度为g已知）
4、已知质量为m的木块在大小为F，方向与水平方向 成θ角的斜向上拉力作用下沿粗糙水平地面做匀加 速直线运动, 已知物体与水平面间的动摩擦因数为， 则物体的加速度为多少? （重力加速度为g已知）
5、已知质量为m的木块在大小为F，方向与水平方
向成θ角的斜向下推力作用下沿光滑水平地面做匀 加速直线运动，则物体的加速度为多少? （重力加 速度为g已知）
8、如图，质量为m的物块在倾角为θ的粗糙斜面上匀 加速下滑过程中，已知物体与斜面间的动摩擦因数为 ，则物块的加速度为多少？（重力加速度为g已知）
9、如图，质量为m的物块在倾角为θ的光滑斜面上以 一定的初速度上滑过程中，则物块的加速度为多少？ （重力加速度为g已知）
10、如图，质量为m的物块在倾角为θ的粗糙斜面 上以一定的初速度上滑，已知物体与斜面间的动 摩擦因数为，则物块的加速度为多少？（重力加 速度为g已知）