牛顿第二定律的应用3(整体法)[上学期]--粤教沪科版
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牛顿第二定律的应用-整体法与隔离法
解题过程
首先确定整体受到的重力 和支持力，然后根据牛顿 第二定律求出加速度。
03 隔离法应用
定义与特点
定义
隔离法是将研究对象从其周围物体中 隔离出来，对它进行受力分析，研究 其运动状态变化规律的方法。
特点
隔离法可以单独地分析每个物体的受 力情况，从而简化问题，易于理解和 掌握。
适用范围与条件
适用范围
公式
F=ma，其中F表示作用力，m表示 物体的质量，a表示物体的加速度。
适用范围与条件
适用范围
适用于宏观低速的物体，即物体的速 度远小于光速，此时物体的运动状态 变化符合牛顿第二定律。
条件
作用力必须是物体受到的合外力，且 物体具有质量。
牛顿第二定律的重要性
基础性
牛顿第二定律是经典力学的基础，是研究物体运动规律和作用力的基本公式。
汽车加速与刹车
当汽车加速或刹车时，乘客会受到一个向心或离心的力，这是由于牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
电梯载人
当电梯加速上升或减速下降时，乘客会感到超重或失重，这是因为牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
在工程中的应用
桥梁设计
桥梁设计需要考虑重力、风载、地震等外力作用，通过牛顿第二定律可以计算出桥梁的 承载能力和稳定性。
适用于需要单独分析某个物体的受力情况，或者需要排除其他物体的影响，单独研究某个物体的运动状态变化。
条件
隔离法的使用需要满足一定的条件，如物体间的相互作用力较小，可以忽略不计；或者需要将复杂的系统分解为 若干个简单的子系统进行研究等。
实例分析：连接体问题
问题描述
两个或多个物体通过轻绳、轻弹簧等 连接在一起，共同运动，求各物体的 加速度和运动状态。
03-第三节 牛顿第二定律高中物理必修第一册粤教版
30∘ = ，代入数据解得 = 11.6 N，故A、C、
D错误，B正确.
知识点4 应用牛顿第二定律解题的步骤和方法
例4-4 如图4-3-3所示，一辆车在平直公路上行驶，车内用轻绳
与轻绳拴住一个小球，绳水平，绳与竖直方向夹角 为
37∘ ，小球质量为0.8 kg，小球在车中位置始终未变(取10 N/kg，
方法帮丨关键能力构建
题型1 运动和力的关系的分析
例5 ［易错题］如图4-3-7所示，一根轻弹簧上端悬挂在小
车顶部，下端和一条与竖直方向成 角的轻绳共同拴接一
小球，此时小车和小球相对静止，一起在水平面上运动，
弹簧竖直，下列说法正确的是( C
)
A.若轻绳拉力为零，则小车一定向右做匀速直线运动
B.若小车做匀变速直线运动，则小车一定向右加速运动
图4-3-6
【解析】选取小球为研究对象，如图甲所示，小球受重力、拉力 和支持力 三
个力作用，将加速度沿斜面和垂直于斜面两个方向分解，如图乙所示．由牛顿第二
定律得 − sin = cos ①,cos − = sin ②,由①式得
= (sin + cos )，由②式得 = (cos − sin ),故选项A正确．
图4-3-3
sin 37∘ = 0.6，cos 37∘ = 0.8).求：
（1）车匀速行驶时小球对绳的拉力大小；
【答案】
【解析】取小球为研究对象，其受力分析如图4-3-4所示.因为车匀速
行驶，所以小球所受合力为零，则 =
cos
= 10 N，故小球对绳
的拉力大小也为10 N.
斜面间的动摩擦因数为
A.10 N
3
，重力加速度取10
高考物理一轮复习 3.3 牛顿运动定律的应用课件 沪科版
5
基础梳理
基础自测
1234
1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。
(1)超重就是物体的重力变大的现象。(
)
(2)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于重力。(
)
(3)加速上升的物体处于超重状态。(
)
(4)加速度大小等于 g 的物体处于完全失重状态。(
)
(5)处于完全失重状态的物体,重力并没有发生变化。(
关闭
下蹲前,该同学对传感器的压力等于其重力;下蹲的初始阶段,该同学从静止做加速
运动,其加速度方向向下,处于失重状态,对传感器的压力小于其重力;该同学速度关闭 达到最大后,又要做减速运动,其加速度方向向上,处于超重状态,对传感器的压力
要D大于其重力,故选项 D 正确。
考点一
考点二
考点三
考点四
解析
答案
11
考点一
考点一
考点二
考点三
考点四
10
考点探究
-11-
【例 1】(单选)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 变化的图像,则下列图像中可能正确的是(
)
思路引导:①一次下蹲动作,运动状态如何变化? ②该同学实际受到的重力如何变化?
跨过定滑轮的轻绳与质量为 M=5 kg 的箱子 B 相连,箱子底板上放一质量
为 m2=1 kg 的物体 C,不计定滑轮的质量和一切阻力,在箱子加速下落的过
程中,取 g=10 m/s2,下列正确的是(
)
A.物体 A 处于失重状态,加速度大小为 10 m/s2 B.物体 A 处于超重状态,加速度大小为 20 m/s2
基础梳理
基础自测
1234
1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因。
(1)超重就是物体的重力变大的现象。(
)
(2)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于重力。(
)
(3)加速上升的物体处于超重状态。(
)
(4)加速度大小等于 g 的物体处于完全失重状态。(
)
(5)处于完全失重状态的物体,重力并没有发生变化。(
关闭
下蹲前,该同学对传感器的压力等于其重力;下蹲的初始阶段,该同学从静止做加速
运动,其加速度方向向下,处于失重状态,对传感器的压力小于其重力;该同学速度关闭 达到最大后,又要做减速运动,其加速度方向向上,处于超重状态,对传感器的压力
要D大于其重力,故选项 D 正确。
考点一
考点二
考点三
考点四
解析
答案
11
考点一
考点一
考点二
考点三
考点四
10
考点探究
-11-
【例 1】(单选)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 变化的图像,则下列图像中可能正确的是(
)
思路引导:①一次下蹲动作,运动状态如何变化? ②该同学实际受到的重力如何变化?
跨过定滑轮的轻绳与质量为 M=5 kg 的箱子 B 相连,箱子底板上放一质量
为 m2=1 kg 的物体 C,不计定滑轮的质量和一切阻力,在箱子加速下落的过
程中,取 g=10 m/s2,下列正确的是(
)
A.物体 A 处于失重状态,加速度大小为 10 m/s2 B.物体 A 处于超重状态,加速度大小为 20 m/s2
牛顿第二定律课件—高一上学期物理粤教版必修第一册(共17张PPT)
第 三 节
牛 顿 第 二 定 律
牛顿这样说，你认同吗？
一、a F
F表示物体所受作用力的大小， a表示物体获得的加速度，
m m表示物体的质量。
牛顿第二定律： 物体的加速度与物体所受到的作用力成正比， 与物体的质量成反比，加速度的方向和作用
力的方向相同。
二、a k F m
三F、ma
国际上规定，使质量为1kg的物体
T
Fcos60m AgF 1 F1 mB g
CD物B重...体力可加能 速处度又F于g取静T1止0m，状/消s态2，m则汽失A车在刹，车后m其B解他得各力FT 不=2变mA，g，A水所平受细合线力被与剪FT断等瞬大间反，向，
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
C.
FT 牛顿第二定律这样用，你会吗？
D
A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N
题1的解析
解析：剪断细线前, A、 B间无压力,
则弹簧的弹力 Fm A g 1 .5 1 0 1 5 N
剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度：
a (m A m B )g F 1 .5 0 .5 1 0 1 5 2 .5 m /s2
m A m B
物体的加速度可能为
题2的解析 D.
4s内的位移大小为( ) 现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10 )( )
A.
，
C. 水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示，
静止时，F Fsin60， ， ， 1、矢量合成法：应用平行四边形法则；
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
瞬时性
加速度与合力是瞬时对应的关系，同时产生，同时 变化，同时消失
同体性 F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的
牛 顿 第 二 定 律
牛顿这样说，你认同吗？
一、a F
F表示物体所受作用力的大小， a表示物体获得的加速度，
m m表示物体的质量。
牛顿第二定律： 物体的加速度与物体所受到的作用力成正比， 与物体的质量成反比，加速度的方向和作用
力的方向相同。
二、a k F m
三F、ma
国际上规定，使质量为1kg的物体
T
Fcos60m AgF 1 F1 mB g
CD物B重...体力可加能 速处度又F于g取静T1止0m，状/消s态2，m则汽失A车在刹，车后m其B解他得各力FT 不=2变mA，g，A水所平受细合线力被与剪FT断等瞬大间反，向，
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
C.
FT 牛顿第二定律这样用，你会吗？
D
A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N
题1的解析
解析：剪断细线前, A、 B间无压力,
则弹簧的弹力 Fm A g 1 .5 1 0 1 5 N
剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度：
a (m A m B )g F 1 .5 0 .5 1 0 1 5 2 .5 m /s2
m A m B
物体的加速度可能为
题2的解析 D.
4s内的位移大小为( ) 现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10 )( )
A.
，
C. 水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示，
静止时，F Fsin60， ， ， 1、矢量合成法：应用平行四边形法则；
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
瞬时性
加速度与合力是瞬时对应的关系，同时产生，同时 变化，同时消失
同体性 F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的
4.3牛顿第二定律+课件-2021-2022学年高一上学期物理粤教版(2019)必修第一册+
我们却提不动它。这是否违背牛顿第二定律？为什么？
mg
※物体受到的力往往不只一个，方程中的F指物体所受外力的合力
思考与讨论：使用牛顿第二定律时，还需要注意什么？
情景一：如图，一个同学沿水平方向推着一个质量
m=10kg木箱前进。设同学的推力F=20N，动摩擦
因素μ=0.16，问木箱的加速度多大？g取10m/s2
a k F k是多少？ m
定义： 1N=1kg ·m/s2， 此时k=1
把1 N 定义为使质量为1 kg的物体产生1m/s2 的加速度的力
数学表达式 F ma
牛顿第二定律
合外力
数学表达式 F ma
思考与讨论：根据牛顿第二定律，力能使物体产生加速
F N
度，但为什么我们经常用很大力提一个很重的物体时，
解：对木箱受力分析
FN
由牛顿第二定律得：
F－f = ma
f
F
f = μmg
mg
解得a=0.4m/s2
情景一：如图，一个同学沿水平方向推着一个质量 m=10kg木箱前进。设同学的推力F=20N，动摩擦 因素μ=0.16，问木箱的加速度多大？g取10m/s2
※若一段时间后，撤去了力F，求撤去推力瞬间，
=7.5m/s2 方向水平向右
①若速度像右，则车厢向右加速
②若速度像左，则车厢向左减速
小结：
因果性 力是产生加速度的原因 矢量性 a的方向由F合方向决定，且总与合外力的方向相同
F ma 瞬时性 a与F合同时产生，同时变化，同时消失
同体性 F、m、a都是对同一物体而言的
独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的
高一—粤教版—物理—第四单元
牛顿第二定律
牛顿第二定律的应用之整体法与隔离法
碰撞问题
总结词
碰撞问题是指两个或多个物体在短时间 内发生高速碰撞，导致物体运动状态发 生急剧变化的问题。通过牛顿第二定律 ，可以求解碰撞后的运动状态和运动规 律。
VS
详细描述
碰撞问题中，物体之间的相互作用力会在 极短的时间内使物体的运动状态发生急剧 变化。通过分析碰撞过程中物体的受力情 况和运动状态的变化，结合牛顿第二定律 ，可以求解碰撞后物体的速度、加速度和 位移等物理量的变化。
牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即没有加速度的参考系。在非惯性参考系中，物体的运动规律会 受到额外的力作用，这些力无法通过牛顿第二定律来描述。
在研究天体运动、相对论效应等非惯性参考系问题时，需要使用更复杂的理论框架，如广义相对论。
只适用于单一物体的运动状态改变问题
牛顿第二定律适用于描述单一物体在 受到外力作用时运动状态的改变，不 适用于涉及多个物体相互作用的问题。
05
牛顿第二定律的局限性
只适用于宏观低速物体
牛顿第二定律只适用于描述宏观低速物体的运动规律，对于微观高速的粒子运动，如光子、电子等，需要使用量子力学和相 对论等其他理论。
在宏观低速的范围内，牛顿第二定律能够很好地描述物体的加速度与作用力之间的关系，但在高速或微观领域，这种描述会 失效。
只适用于惯性参考系
适用条件
当多个物体之间的相互作用力远大于 外界对整体的作用力时，使用整体法 更为简便。
在分析物体的加速度和受力情况时， 如果多个物体之间的运动状态相同或 相近，整体法也适用。
应用实例
当一个斜面静止在水平地面上时，可以将斜面和斜面上放置 的物体视为一个整体，分析受到的重力和地面对整体的静摩 擦力，从而得出斜面是否会滑动。
总结词
连接体问题是指两个或多个物体通过相互作用力而连接在一起的问题。通过整体法和隔离法，可以求解连接体的 运动状态和运动规律。