专题10 牛顿第二定律应用
《牛顿第二运动定律的综合应用》牛顿运动定律ppt课件
第5章 牛顿运动定律
关键能力 2 等时圆模型
如图所示，ad、bd、cd 是竖直面内三根固
定的光滑细杆，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
有一个小滑环(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 点所 用的时间，则( )
栏目 导引
ห้องสมุดไป่ตู้
2．处理两类问题的思维过程
第5章 牛顿运动定律
栏目 导引
第5章 牛顿运动定律
3．解题的常用方法 (1)矢量合成法：当物体只受两个力作用时，应用平行四边形定 则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的 大小和方向，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同． (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 体的合力，然后应用牛顿第二定律求加速度．在实际应用中常 将力进行分解，且将加速度所在的方向选为 x 轴或 y 轴方向， 有时也可分解加速度，即FFxy＝＝mmaayx.
数为 μ1，A、B 间动摩擦因数为 μ2，μ1>μ2.卡车刹车的最大加 速度为 a，a>μ1g，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相
等，卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后
s0 距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过( )
A. 2as0
B． 2μ1gs0
C. 2μ2gs0
D． （μ1＋μ2）gs0
栏目 导引
第5章 牛顿运动定律
的水平推力，使冰车从静止开始运动 10 s 后，停止施加力的作 用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小 明始终没有施加力的作用)．求： (1)冰车的最大速率； (2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小．
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练习题专题训
练(含答案)
高中物理牛顿第二定律经典练题专题训练（含答案）
1. Problem
已知一个物体质量为$m$，受到一个力$F$，物体所受加速度为$a$。
根据牛顿第二定律，力、质量和加速度之间的关系可以表示为：
$$F = ma$$
请计算以下问题：
1. 如果质量$m$为2kg，加速度$a$为3m/s^2，求所受的力
$F$的大小。
2. 如果质量$m$为5kg，力$F$的大小为10N，求物体的加速度$a$。
2. Solution
使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来解决这些问题。
1. 问题1中，已知质量$m$为2kg，加速度$a$为3m/s^2。
将这些值代入牛顿第二定律的公式，可以得到：
$$F = 2 \times 3 = 6 \,\text{N}$$
所以，所受的力$F$的大小为6N。
2. 问题2中，已知质量$m$为5kg，力$F$的大小为10N。
将这些值代入牛顿第二定律的公式，可以得到：
$$10 = 5a$$
解方程可以得到：
$$a = \frac{10}{5} = 2 \,\text{m/s}^2$$
所以，物体的加速度$a$为2m/s^2。
3. Conclusion
通过计算题目中给定的质量、力和加速度，我们可以使用牛顿第二定律的公式$F = ma$来求解相关问题。
掌握这一定律的应用可以帮助我们更好地理解物体运动的规律和相互作用。
高一物理牛顿第二定律应用归类优秀课件
5、如下图，传送带以10m/s的速率逆时针转动．传送 带长L=16m，在传送带上端A处无初速度地放一个质 量为的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为。求物 体从A运动到B所需时间是多少? (sin370，cos370=0.8)
1、在光滑的水平面上，有两个互相的接触物体如下 图，M＞m，第一次用水平力F由左向右推M，物体 间的作用力为N1，第二次用同样大小的水力F由右向 左推m，物体间的作用力为N2，那么( ) A．N1＞N2 B．N1=N2 C．N1＜N2 D．无法确定
多过程问题
质量为m的物体静止水平面上，它受到大小为F的水平 恒力作用时开始运动 。经过时间t后撤去外力，又经 过时间t物体刚好停下来，那么物体受到的摩擦力为多 大？外力F撤去前物体加速度为多大？
f
多过程问题
例4、总质量为m＝75 kg的滑雪者以初速度v0＝8 m/s 沿倾角为θ＝37°的斜面向上自由滑行，雪橇与斜面间 的动摩擦因数μ＝，假设斜面足够长.sin 37°＝，g取10 m/s2，不计空气阻力。求： (1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离； (2)假设滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行， 求他滑到起点时的速度大小.
的位移x＝
v0
2
＝4
m，即滑雪者沿斜面上滑的最大距离
2a1
为4 m.
解析 滑雪者沿斜面下滑时，对其受力分析如下图.
设加速度大小为2a2、.根物据体牛的顿运第动二定情律况有，： mgsin θ－f ′＝ma求2，解①物体的受力情况
a2方向沿斜面向下. 在垂直于斜面方向有： N ′＝mgcos θ ②；又摩擦力f ′＝μN ′ ③ 由以上各式解得：a2＝g(sin θ－μcos θ)＝4 m/s2 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动， 滑到出发点时的位移大小x=4 m， 速度大小为v＝ 2a2x＝4 2 m/s.
牛顿第二定律及基本应用 PPT
感谢您的聆听！
()
图2
5、(正交分解法)(2014·河南郑州模拟)如图3所示,质量分别为
m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起
沿水平方向向右做匀加速直线运动(m1在光滑地面上,m2在
空中)。已知力F与水平方向的夹角为θ。则m1的加速度大
小为
()
Fcos θ A.m1＋m2
Fsin θ B.m1＋m2
考点二 整体法和隔离法在连接体中的应用
【例2】 如图6所示,两块粘连在
一起的物块a和b,质量分别为
图6
ma和mb,放在光滑的水平桌面上,现同时给它们施加方向
如图6所示的水平推力Fa和水平拉力Fb,已知Fa>Fb,则a对
b的作用力
()
A、必为推力
B、必为拉力
C、估计为推力,也估计为拉力
D、不估计为零
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
) 图4
C．－56g、53g、0
D．－2g、53g、g
解析 系统静止时，A 物块受重力 GA＝mAg，弹簧向上的拉力 F＝(mA＋mB＋mC)g，A、B 间细绳的拉力 FAB＝(mB＋mC)g 作 用，B、C 间弹簧的弹力 FBC＝mCg。剪断细绳瞬间，弹簧形变 来不及恢复，即弹力不变，由牛顿第二定律，对物块 A 有： F－GA＝mAaA，解得：aA＝56g，方向竖直向上；对 B∶FBC＋ GB＝mBaB，解得：aB＝53g，方向竖直向下；剪断细绳的瞬间， C 的受力不变，其加速度仍为零。 答案 C
了物理量间的单位关系。
()
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
牛顿第二定律应用实例
【针对训练】如图所示，一个滑雪运 动员，滑板和人总质量为m＝75kg， 以初速度v0＝8m/s沿倾角为θ＝37°的 斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡 间动摩擦因数μ＝0.25，假设斜坡足够 长。不计空气阻力。试求：
(1)运动员沿斜坡上滑的最大距离。
(2)若运动员滑至最高点后掉转方向 向下自由滑行，求他滑到起点时的速 度大小。
(2)滑雪者沿斜面下滑时，滑雪者受到斜面的摩擦力沿斜面 向上，
设加速度大小为 a2， 根据牛顿第二定律有： mgsinθ－f＝ma2，a2 方向沿斜面向下⑥ 由平衡关系有：FN＝mgcosθ⑦ 根据公式有：f＝μFN⑧ 由上列各式解得：a2＝g(sinθ－μcosθ)＝4m/s2⑨ 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动， 滑到出发点的位移大小为 x＝4m 则滑雪者再次滑到出发点时速度大小：
★基本思路 分析物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度， 再由运动学公式确定物体的运动情况．
★解题的一般步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动情况分 析，并画出物体的受力分析图． (2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包 括大小和方向)． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度． (4)结合给定的物体运动的初始条件，合理地选择运动学公 式，求出描述物体运动情况的运动参量．
【解析】(1)上滑过程中，对人进行受力 分析，滑雪者受重力 mg、弹力 FN、摩擦力 f，并设滑雪者加速度为 a1
根据牛顿第二定律有： mgsinθ＋f＝ma1，a1 方向沿斜面向下① 由平衡关系有：FN＝mgcosθ② 根据公式有：f＝μFN③ 由上列各式解得：a1＝g(sinθ＋μcosθ)＝8m/s2④ 滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动， 减速到为零时的位移 x＝2va201＝4m⑤ 即滑雪者上滑的最大距离为 4m
牛顿第二定律的应用.ppt
• 例4：如图所示，一个质量为m的物体放在水平地 面上，物体与地面间的滑动摩擦系数为μ，对物 体施加一个与水平方向成α角斜向上的力F，使物
体沿水平地面加速运动。为使相同大小的作用力 产生的加速度最大，则α角应为_______；若要在 相同α角情况下，沿水平地面运动的加速度最大， 则F应为___________
应用四-----动态分析
• 例1：如图所示，在粗糙的水平桌面上，有一个物
体在水平力F作用下向右做匀加速直线运动。某
时刻起使力F逐渐减小直至为零，但方向不变，
则该时刻起物体在向右运动的过程中，加速度a和
速度v的大小变化为
（）
• A．a先增大再减小
• B．a先减小再增大
F
• C．v一直增大
• D．v先增大再减小
应用五：极值问题
• 例1：某物体如图所示，沿光滑斜面上下滑，则不 同倾角下滑的时间如何关系？（OA、OB、OC分 别与竖直方向的夹角为600、450、300）
• 推广：某物体沿不同倾角，但底边一样宽的光滑 斜面的滑下，试求：倾角为多少的斜面所用的时 间最短？
• 例3：在水平直轨道上运动的火车车厢内有一个倾 角为300斜面上放着质量为m的小球当火车以加速 度a=10m/s2和a=20m/s2向右加速运动时，则物 体所受的拉力和支持力各为多少？
• 例2：静止在水平面的物体受到与水平方向 成370的角作用从静止开始运动，（如图所
示），物体与地面间的滑动摩擦系数为 =0.2经过5秒钟撤去外力，求（1）物体再 经过几秒钟停下来，（2）物体一共移动了 多少米？
• 例3：倾角为370的斜面和水平面相接，现 在是某个物体从斜面顶端滑下来，滑到水
平桌面，如果斜面和物体的滑动摩擦系Байду номын сангаас 为1=0.25，水平面和物体间的滑动摩擦系 数为2， 如果在斜面上和在水平面上的移 动的时间之比2：5，求2的数值，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10 1 专题10 牛顿运动定律应用 【考纲要求】 考纲要求 深度解读
牛顿运动定律应用 Ⅱ 牛顿运动定律在圆周运动中的应用是每年必考的内容，弹簧和实验问题这几年有所侧重，连接体问题亦受高考命题专家的青睐．
超重和失重 Ι 牛顿运动定律在生活、生产实践中有很多具体的应用，命题中以与现代高科技发展联系紧密. 【要点、难点】 思考1：用自己的话（通过比较物体实重和视重的关系）描述超重和失重的定义。
思考2：如何判断物体是超重和失重，用什么方法分析超重和失重问题？ 思考3：物体所受合力为零，处于什么状态？合力不为零处于什么状态？
【探究突破】 超重和失重： 【例1】下列关于超重和失重的说法中，正确的是 ( ) A．物体处于超重状态时，其重力增加了 B．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C．物体处于超重或者失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D．物体处于超重或者失重状态时，其质量和受到的重力都没有发生变化
练习1．如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了，这一现象表明 ( ) A．电梯一定是在下降 B．电梯可能是在上升 C．电梯的加速度方向一定是向下 D．乘客一定处在超重状态
连接体问题（整体法和隔离法） 【例2】两个质量相同的物体 1 和 2 紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如图 所示．如果它们分别受到水平推力F1 和 F2，且 F1＞F2，则 1 施于 2 的作用力的大小为 ( ) A．F1 B．F2
C.12(F1＋F2) D.12(F1－F2)
练习2．在 2008 年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为65 kg，吊椅的质量为15 kg，不计定 昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10 2 滑轮与绳子间的摩擦．重力加速度取 g＝10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度 a＝1m/s2 上升时，试求： (1)运动员竖直向下拉绳的力； (2)运动员对吊椅的压力．
牛顿第二定律结合运动图象： 【例3】（2015重庆-5） 若货物随升降机运动的vt图像如题5图所示（竖直向上为正），则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是
练习3．在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示。用力沿水平方向拉木块，拉力从零开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象，如图乙所示。已知木块质量为8.0 kg，（重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80。） (1)求木块与长木板间的动摩擦因数； (2)如图丙，木块受到恒力F＝50 N作用，方向与水平方向成θ＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度； (3)在(2)中拉力F作用t1＝2.0 s后撤去，计算再经过多少时间木块停止运动。
动力学多过程问题： 【例 4】（2015新课标II-25）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一
甲 丙
乙 昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10
3 倾角为θ=37°（sin37°=53）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1
减小为83，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s
末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：
（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小
（2）A在B上总的运动时间
练习4. 如图有一水平传送带以 2 m/s 的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为 0.5，则传送带将该物体传送 10 m 的距离所需时间为多少？(拓展：让传送带倾斜)
【巩固提高】 1．在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是 ( )
2.（2015新课标II-20） 在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢一大小为2a/3的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为
A. 8 B.10 C.15 D.18 昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10 4 3．如图所示，质量为m＝1 kg的物块放在倾角为θ＝37°的斜面体上，斜面质量为M＝2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，地面光滑，现对斜面体施一水平推力F，要使物块m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围。(取g＝10 m/s2)
4．如图所示，三物体以细绳相连，mA＝2 kg，mB＝3 kg，mC＝1 kg，A、C与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，求系统的加速度和绳中的张力。
5.（2013·新课标全国卷Ⅱ·T25）一长木板在水平地面上运动，在ｔ=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图象如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝10m/s2求: (1) 物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数: (2) 从ｔ＝０时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.
【我的反思】： 昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10
5 专题10答案：
【探究突破】 【例1】D 练习1．BD 【例2】C 练习2．解析：设运动员和吊椅的质量分别为M 和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN.根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 F＋FN－Mg＝Ma F－FN－mg＝ma 由两式得 F＝440 N，FN＝275 N. 【例3】答案：B 练习3．答案：(1)0.4 (2)2.5 m/s2 (3)1.25 s 解析：(1)由题图乙可知滑动摩擦力Ff＝32 N，压力FN＝mg＝80 N，由Ff＝μFN， 求得木块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.4 (2)根据牛顿运动定律得Fcos θ－Ff＝ma Fsin θ＋FN′＝mg Ff＝μFN′ 联立解得：a＝2.5 m/s2 (3)拉力F作用t1＝2.0 s后物体速度v＝at1＝2.5×2 m/s＝5 m/s， 撤去F后，加速度a′＝μg＝4 m/s2 继续滑行时间t2＝v/a′＝1.25 s。
【例 4】【答案】（1）a1=3m/s2； a2 =1m/s2；（2）4s 练习4、解析：根据牛顿第二定律F＝ma有 水平方向：f＝ma ① 竖直方向：N－mg＝0 ② f＝μN ③ 由式①②③解得a＝5 m/s2 设经时间t1，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式 vt＝v0＋at ④ 解得t1＝0.4 s
时间t1内物体位移s1＝12at2＝12×5×0.42 m＝0.4 m<10 m 物体位移为0.4 m时，物体的速度与传送带的速度相同，物体0.4 s后无摩擦力，开始做匀速运动． s2＝ v2t2 ⑤ 因为s2＝s－s1＝10－0.4 ＝9.6(m)，v2＝2 m/s 代入式⑤得t2＝4.8 s 则传送10 m所需时间为t＝0.4＋4.8＝5.2 s. 【巩固提高】 1．D 2．答案：14.4 N≤F≤33.6 N 昌乐及第中学高三物理一轮复习导学案 主备： 审核： 时间： NO。10 6 解析：(1)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1，此时物块受力如图所示，取加速度的方向为x轴正方向。
对物块分析， 在水平方向有 FNsin θ－μFNcos θ＝ma1 竖直方向有 FNcos θ＋μFNsin θ－mg＝0 对整体有 F1＝(M＋m)a1 代入数值得 a1＝4.8 m/s2，F1＝14.4 N (2)设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2， 对物块分析，在水平方向有 FN′sin θ＋μF′cos θ＝ma2， 竖直方向有FN′cos θ－μFN′sin θ－mg＝0， 对整体有F2＝(M＋m)a2 代入数值得a2＝11.2 m/s2，F2＝33.6 N 综上所述可知推力F的取值范围为：14.4 N≤F≤33.6 N 提示：此题有两个临界条件，当推力F较小时，物块有相对斜面向下运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向上；当推力F较大时，物块有相对斜面向上运动的可能性，此时物块受到的摩擦力沿斜面向下。找准临界状态是求解此题的关键。
3.【答案】BC
【解析】 试题分析：由设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩东边有m节车厢，每节车厢的质量为m，
由牛顿第二定律可知：mknFkmF)(32，解得：nk52，k是正整数，n只能是5的倍数，故B、C正确，A、D错误 4．解析：以A、B、C系统为研究对象，其所受的外力在绳的方向上，有mBg－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mB＋mC)a 则系统的加速度为
a＝mBg－μ(mA＋mC)gmA＋mB＋mC
＝3×9.8－0.25×(2＋1)×9.82＋3＋1 m/s2