1牛頓第二定律及其應(yīng)用

1、專題：牛頓第二定律及其應(yīng)用一、牛頓第二定律：1. 內(nèi)容：物體的加速度 a跟物體所受的合外力 F成正比， 跟物體的質(zhì)量 m成反比，加速 度的方向與合外力的方向相同 .公式： F=ma.2. 對牛頓第二定律的理解（1）因果性：力 F是產(chǎn)生加速度 a的原因，產(chǎn)生 a是受力 F 的結(jié)果，因此 a的大小要 受到質(zhì)量 m 的制約 .（ 2）同體性： F、a、m 對應(yīng)于同一物體（不能張冠李戴） .（3）矢量性： a的方向與 F 的方向一致 .（ 4）同時(shí)性： a 與 F 同時(shí)存在，同時(shí)消失，同時(shí)變化，瞬時(shí)對應(yīng)（或稱為“瞬時(shí)性 ”） .（5）獨(dú)立性：作用于物體的每一個(gè)力各自產(chǎn)生加速度，是互相獨(dú)立的，而物體的實(shí)

2、際 加速度即合外力產(chǎn)生的加速度，等于各力單獨(dú)產(chǎn)生的加速度的矢量和 .（6）相對性：公式 F=ma 中的物理量 a 是相對于同一個(gè)參考系（一般以大地為參考系） 而言的，且參考系應(yīng)為慣性系 .（7）統(tǒng)一性：牛頓第二定律定義了力的基本單位 牛頓，因此應(yīng)用牛頓第二定律時(shí)要用統(tǒng)一的國際單位制： m 的單位是 kg，a 的單位是 m/s2，那么 F 的單位就是 N.（8）局限性：牛頓第二定律只適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，而不適用于高速運(yùn)動(dòng)的微 觀粒子 .3. 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即：力加速度速度變化（運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)變化） .二、力、加速度和速度的關(guān)系1. 物體所受合外力的方向決定了其加速

3、度的方向，合力與加速度的大小關(guān)系是F=ma.只要有合力，不管速度是大，還是小，或是零，都有加速度；只有合力為零， 加速度才能為零 . 一般情況下，合力與速度無必然的聯(lián)系，與速度變化快慢有必然的聯(lián)系 .2. 合力與速度同向時(shí)，物體加速，反之減速.例：做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體 ,當(dāng)所受合外力逐漸減小時(shí)（）A. 物體的速度減小B. 物體的加速度減小C. 合外力減為零時(shí)物體靜止D. 合外力減為零時(shí)物體速度達(dá)到最大三、應(yīng)用：（一）、直接運(yùn)用：1、如圖所示，靜止在光滑水平面上的物體A，一端靠著處于自然狀態(tài)的彈簧現(xiàn)對物體作用一水平恒力， 在彈簧被壓縮到最短這一過程中， 物體的速度和加速度變化的情況是 （ ）

4、A .速度增大，加速度增大B. 速度增大，加速度減小C. 速度先增大后減小，加速度先增大后減小D. 速度先增大后減小，加速度先減小后增大2、一個(gè)質(zhì)量 m=2kg的木塊，放在光滑水平桌面上，受到三個(gè)大小均為F=10N 、與桌面平行、互成 120角的拉力作用， 則物體的加速度多大？若把其中一個(gè)力反向， 物體的加速度又 為多少？m，與后壁間的3、如圖所示，一輛加速運(yùn)動(dòng)的汽車后壁放一物塊，已知物塊的質(zhì)量為a動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，則汽車要多大的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊才不會(huì)掉 下來？4、用 2N 的水平力拉一物體沿水平地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使它獲得水平力拉此物體沿原地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可使它獲得2m/ s2的加速度，那么用 4N

5、的水平力拉此 物體沿原地面運(yùn)動(dòng)時(shí)，它獲得的加速度多大？ （g 10m/ s2）5、地面上放一木箱，質(zhì)量為 40kg，用 100N 的力與水平成 37角推木箱，如圖所示，恰 好使木箱勻速前進(jìn)若用此力與水平成37角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取 g=10m/s2）6、如圖所示，質(zhì)量為 M 的木板上放著一個(gè)質(zhì)量為 m 的木塊，木塊與木板間的動(dòng)摩擦FmM2，加在木板上的力因數(shù)為 1，木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為F 為多大時(shí)，才能將木板從木塊下抽出？（二）、動(dòng)力學(xué)問題：1、兩類基本問題：（ 1）、已知物體的受力情況，要求確定物體的運(yùn)動(dòng)情況處理方法： 已知物體的受力情況， 可以求出物體的合外力，

6、 根據(jù)牛頓第二定律可以求出 物體的加速度，再利用物體的初始條件（初位置和初速度） ，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以求出物 體的位移和速度，也就是確定了物體的運(yùn)動(dòng)情況。（2）、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，要求推斷物體的受力情況處理方法： 已知物體的運(yùn)動(dòng)情況， 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度， 再根據(jù)牛頓第二定律就可 以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況。2、.求解動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的思路框圖注：加速度 a 是其中的中間橋梁3、當(dāng)研究對象所受的外力不在一條直線上時(shí),如果物體只受兩個(gè)力 ,可以用平行四邊形定則求其合力 ;如果物體受力較多 ,一般把它們正交分解到兩個(gè)方向上去分別求合力;如果物體做直線運(yùn)動(dòng) ,一般把各個(gè)力

7、分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直運(yùn)動(dòng)的方向上.4、舉例：（1）已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況：例題： 如圖所示， 質(zhì)量 m=2Kg的物體靜止在光滑的水平地面上， 與水平方向夾角 370的斜向上的拉力，使物體向右做勻加速 直線運(yùn)動(dòng)，求物體 5s 末的速度及 5s 內(nèi)的位移。鞏固：1、 一列質(zhì)量為 103 噸的列車，機(jī)車牽引力為 3.5 106 N，運(yùn)動(dòng)中所受阻力為車重的 0.01 倍，列車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)?180km/h 需多長時(shí)間？（ g 取 10m/s2）2、 質(zhì)量 m=4kg 的物體在力 F1=10N 的水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 撤去 F1后，經(jīng) 4s 物體

8、停下來，求物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度和撤F1后的位移？2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況例題 :如圖所示，質(zhì)量 m=2Kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)370的斜向上的拉力2g=10m/s 2，5s 內(nèi)的位移為 0.25 ?，F(xiàn)對物體施加與水平方向夾角 的作用，使物體向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)， 28.125m，求力 F 的大小。鞏固：1、一輛汽車質(zhì)量為 4 噸，在水平路面上勻速行駛，某時(shí)刻關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車經(jīng)20s 滑行40m 后靜止，求車滑行時(shí)所受阻力的大??？2、質(zhì)量為 0.5kg 的物體在與水平面成 30o 角的拉力 F的作用下，沿水平桌面向右做直線 運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過 0.5m

9、 的距離，速度由 0.6m/s 變?yōu)?0.4m/s，已知物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.1 ， 求作用力 F的大??？（ g取 9.8m/s2）3、一列車的質(zhì)量為 800 噸，以 72km/h 的速度行駛， 運(yùn)動(dòng)中所受的阻力是車重的 0.05 倍， 若欲使列車在 200m 內(nèi)停下來，制動(dòng)力該多大？（ g 取 10m/s2）練習(xí)：1、如圖所示 ,在一個(gè)箱子中用兩條很輕且不可伸縮的彈性繩ac 和 bc 系住一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球 .求 :在下列情況下繩中彈力 Tac、 Tbc 的大小 .（在三次運(yùn)動(dòng)過程 中 ,小球與箱子的相對位置保持不變）（ 1）箱子水平向右勻速運(yùn)動(dòng) . （2）箱子以加速度 a 水平向左做加速運(yùn)動(dòng) .（3）箱子以加速度 a 豎直向上做加速運(yùn)動(dòng) .2、將質(zhì)量為 10kg 的木箱放在水平地面上，木箱和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.10，用一個(gè)與水平面成 30角斜向右上方的力 F 拉這個(gè)木箱，使木箱從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過 10s，速度變?yōu)?10m/s。（ g = 10m/s2）1）求拉力 F。2）若 10s末撤掉拉力 F，木箱還能