牛顿第二定律的理解与应用（瞬时性）
瞬时性： A 与F 合是瞬时对应关系，a 随F 合（≠0）同时产生，同
时变化，同时消失。
注意：（1）F 合与a 虽然存在因果关系，但不存在先后关系
（2）就a 的决定因素看，a 由F 合及m 决定，而与
v 无关
【例题一】、A 、B 的质量分别为m A 和m B ，剪断细线瞬间，两物块的加速度的大小和方向分别如何？
【例题二】、弹簧与竖直方向成370角，剪断
细线瞬间，小球的加速度的大小和方向分别
如何？
【例题三】、如图，桌面上竖直固定一弹簧，一小球由弹簧正上方某处由静止释放后下落，恰落在弹簧上并压缩弹簧。试分析从小球开始下落到把弹簧压缩到最短的全过程中，小球的加速度和速度的方向和大小的变化情况。
【例题四】、如图，小车A 拖着小车B 做
匀加速运动，某时刻小车A 突然停止，
则小车B 的运动是：
A 、小车
B 立即停止
B、小车B立即向前做匀减速运动
C、小车先向前做匀加速运动，后向前做匀减速运动
D、小车先向前做加速运动，但加速度减小，后向前做减速运动，加速度增大
练习：
1、被运动员推出的铅球在空中运动时（不计空气阻力），
速度的大小和方向不停，但加速度，加速度的大小为，方向为。
2、竖直向上抛出后的小球在上升到最高点后又下落的整
个运动过程中：
A、若不计空气阻力，则在最高点时的加速度为零，上
升与下落时的加速度为g
B、若不计空气阻力，则全程加速度为都为g
C、计空气阻力，则上升过程加速度比g大，最高点加
速度为g，下落加速度比g小
D、计空气阻力，则上升与下落时的加速度都小于g，在
最高点的加速度为g
3、A、B的质量分别为m A和m B
两物块的加速度的大小和方向分别如何？
4、弹簧与竖直方向成370角，
小球的加速度的大小和方向分别如何？
5、 “蹦极”运动是一项冒险者的游戏。在
很高的地方用弹性良好的橡皮条捆住人的双脚，橡皮条的另一端固定。然后冒险者从高处跳下。则在下落的过程中
A 、橡皮条绷紧的瞬间，人向下的速度为最大
B 、橡皮条绷紧的瞬间人具有向上的加速度
C 、加速度为零时速度最大
D 、加速度减小时速度增大
6、如图，光滑水平面上小车A 起初静止，小车B 向右做匀速运动，则：
A 、小车
B 撞到A 左端弹簧立即停止
B 、小车B 撞到A 左端弹簧后，A 立即做
匀加速运动
C 、当弹簧最短时，两车速度相等时
D 、当弹簧最短时，两车的加速度都达到最大
人教（新课标）高中物理必修1同步练习：4.3牛顿第二定律 一、单选题 1.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用F N表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（） A. 0~t1时间内，v增大，F N>mg B. t1~t2时间内，v减小，F N
A. ，方向沿斜面向下；，方向沿斜面向下 B. ， C. ；，方向沿斜面向下 D. ，方向垂直斜面向右下方；方向竖直向下 5.如图，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球横杆右边用一根细线吊一相同的小球当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为已知，则下列说法正确的是( ) A. 小车一定向右做匀加速运动 B. 轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向 C. 小球P受到的合力大小为 D. 小球Q受到的合力大小为 6.质量m=1kg的物体静止放在粗糙水平地面上。现对物体施加一个随位移变化的水平外力F 时物体在水平面上运动。已知物体与地面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。若F-x图象如图所示。且4～5m内物体匀速运动。x=7m时撤去外力，取g=10m/s2，则下列有关描述正确的是（） A. 物体与地面间的动摩擦因数为0.1 B. 撤去外力时物体的速度为m/s C. x=3m时物体的速度最大 D. 撤去外力后物体还能在水平面上滑行3s 7.一固定杆与水平方向夹角为，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ=0.5．若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a=10m/s2一起向上做匀减速直线运动，则此时小球的位置可能是下图中的哪一个（）
牛顿运动定律的应用（张胜富) 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=ma 2、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 = m F 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 ∝a 1 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= t v ??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 =m F 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
牛顿第二定律的瞬时性 牛顿第二定律的几个特性： 瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受合力，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。 因果性 F是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力。 矢量性加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定。 同一性①加速度a相对同一惯性系（一般指地面） ②ma F=中，a m F、 、对应同一物体或同一系统。 ③ma F=中，各量统一使用国际单位。 独立性①作用于物体上的每个力都独立地产生一个加速度且遵循牛顿第二定律 ②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和。（合加速度） 局限性①只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（小于光速）的情况 ②只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（小于光速）的情况 例：如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（） A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。选CD。 10．在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是BCD A．物块接触弹簧后即做减速运动 B．物块接触弹簧后先加速后减速 C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度不等于零 D．当物块的速度为零时，它所受的合力不为零 （2012?四川）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变．用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．则（）
牛顿第二定律 一、知识与技能 1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式； 2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 4、会用牛顿第二定律的公式实行相关的计算。 1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。 2、培养学生的概括水平和分析推理水平。 三、情感、态度与价值观 1、渗透物理学研究方法的教育。 2、理解到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 ★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点 牛顿第二定律的意义 ★教学方法 1、复习回顾，创设情景，归纳总结； 2、通过实例的分析、强化训练，使学生理解牛顿第二定律的意义。 ★教学过程 一、引入新课 教师活动：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？ 学生活动：学生观看，讨论其可能性。 点评：通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的水平 教师活动：提出问题让学生复习回顾： l、物体的加速度与其所受的作用力之间存有什么关系？ 2、物体的加速度与其质量之间存有什么关系？ 学生活动：学生回顾思考讨论。
教师活动：（进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务的引入）物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存有怎样的关系呢？ 学生活动：学生思考讨论，并在教师的引导下，初步讨论其规律． 点评；通过多媒体演示及学生的讨论，复习回顾上节内容，激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的水平。 二、实行新课 教师活动：学生分析讨论后，教师进一步提出问题： l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述？ 2、它的比例式如何表示？ 3、各符号表示什么意思？ 4、各物理量的单位是什么？其中，力的单位“牛顿”是如何定义的？ 学生活动：学生讨论分析相关问题，记忆相关的知识。 教师活动：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述？ 学生活动：学生讨论分析后教师总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 点评：培养学生发现一般规律的水平 教师活动：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？ A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度． B、力恒定不变，加速度也恒定不变。 C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。 D、力停止作用，加速度也随即消失。 E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速 度逐渐减小。 F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。 学生活动：学生讨论分析后教师总结：力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性 点评：牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。 教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。
高一物理必修一4.3《牛顿第二定律》课时同步练习 一、单选题： 1、关于牛顿第二定律，正确的说法是( ) A．合外力跟物体的质量成正比，跟加速度成正比 B．加速度的方向不一定与合外力的方向一致 C．加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；加速度方向与合外力方向相同D．由于加速度跟合外力成正比，整块砖自由下落时加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍 2、小明同学在水平面上用水平恒力推动木箱做与加速直线运动。小明在思考，怎么样才能使木前的加速度变为原来的2倍（） A．将水平推力增大到原来的2倍 B．将阻力减少到原来的 C．将物体的质量增大到原来的2倍 D．将物体的推力和阻力都增大到原来2倍 3、如图所示，从某一高处自由下落的小球，落至弹簧上端并将弹簧压缩到最短．问小球被弹簧弹起直至离开弹簧的过程中，小球的速度和所受合力变化情况是（） A. 合力变大,速度变大 B. 合力变小,速度变大 C. 合力先变小后变大,速度先变大后变小 D. 合力先变大后变小,速度先变小后变大 4、一物体质量为20kg，放在水平地面上，当用水平力F1=30N推它时，其加速度为1m/s2；当水平推力增为F2=45N时，其加速度为（） A．1m/s2 B．1.5m/s2 C．2.5m/s2 D．3m/s2 5、某同学在粗糙水平地面上用水平力F向右推一木箱沿直线前进．已知推力大小是80N，物体的质量是20kg，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，下列说法正确的是（） A. 物体受到地面的支持力是40N B. 物体受到地面的摩擦力大小是40N C. 物体沿地面将做匀速直线运 D. 物体将做加速度为a=4m/s2的匀加速直线运动 6、为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人
牛顿运动定律专题（二） ※【模型解析】——瞬时性问题 (1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理． (2)弹簧(或橡皮绳)：当弹簧的两端与物体相连 (即两端为固定端)时，由于物体有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中，其弹力的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不突变． 【典型例题】 例1.如图，物体A、B用轻质细线2相连，然后用细线1悬挂在天花板上，求剪断轻细线1的瞬间两个物体的加速度a1、a2大小分别为( ) A．g,0 B．g，g C．0，g D．2g，g
例1题图例2题图例3题图
例2.如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，吊蓝P和物体Q的加速度大小是( ) A．a P＝a Q＝g B．a P＝2g，a Q＝0 C．a P＝g，a Q＝2g D．a P＝2g，a Q＝g 例3.如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m,2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别 为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有( ) A.a1=a2=a3=a4=0 B. a1=a2=a3=a4=g C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g D．a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g 例4.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连．平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．以下说法正确的是(已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)( ) 大智者必谦和，大善者比宽容。
牛顿第二定律基础理解 不定项选择 1、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是 A．力是维持物体运动的原因 B．力是改变物体运动状态的原因 C．一个物体受到的合力越大，它的速度越大 D．一个物体受到的合力越大，它的加速度越大 2、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（） A．理想实验是一种实践活动 B．理想实验是一种思维活动 C．伽利略的理想实验否定了亚里士多德关于力与运动的关系 D．伽利略的理想实验证实牛顿第二定律 3、下列说法中正确的是( ) A．物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律 B．牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题 C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例 D．伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 4、关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是( ) A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大 B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零 C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零 5、下列对力和运动的认识正确的是（） A．亚里士多德认为只有当物体受到力的作用才会运动 B．伽利略认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因 C．牛顿认为力是产生加速度的原因 D．伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
6、由牛顿第二定律表达式F＝ma可知 ( ) A．质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比 B．合外力F与质量m和加速度a都成正比 C．物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致 D．物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比 7、关于运动和力的关系，下列说法中正确的是( ) A．当物体所受合外力不变时，运动状态一定不变 B．当物体所受合外力为零时，速度一定不变 C．当物体速度为零时，所受合外力不一定为零 D．当物体运动的加速度为零时，所受合外力不一定为零 8、下列说法正确的是( ) A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大 B．物体所受到的合外力不变(F合≠0)，其运动状态就不改变 C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化 D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大 9、下列说法正确的是（） A．物体受到的合外力方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动 B．物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时，物体做加速曲线运动 C．物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时，物体做减速直线运动 D．物体受到的合外力方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动 10、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．在任何情况下k都等于1 B．在国际单位制中k一定等于1 C．k的数值由质量、加速度和力的大小决定 D．k的数值由质量、加速度和力的单位决定 11、力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2m/s2，那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a可能是（） A． 5m/s2 B． 2m/s2 C． 8m/s2 D． 6m/s2
二、牛顿第二定律练习题 一、选择题 1．关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是[ ] A．物体运动的速率不变,其运动状态就不变 B.物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变 2.关于运动和力,正确的说法是[] A.物体速度为零时,合外力一定为零 Ｂ.物体作曲线运动,合外力一定是变力 C．物体作直线运动,合外力一定是恒力 D.物体作匀速运动，合外力一定为零 3.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[ ] A.匀减速运动 B．匀加速运动 C．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 4.在牛顿第二定律公式F=km·a中,比例常数k的数值: ［]
A.在任何情况下都等于1 Ｂ．k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C．k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D．在国际单位制中，k的数值一定等于1 5.如图1所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是［] Ａ．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大,速度越来越小，最后等于零 B.接触后，小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零 Ｃ.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处 D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 6．在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑,若三角形滑块始终保持静止，如图2所示.则地面对三角形滑块[ ] A．有摩擦力作用,方向向右 Ｂ．有摩擦力作用,方向向左 C．没有摩擦力作用 D.条件不足，无法判断 7.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是[ ］ A．先加速后减速,最后静止 B．先加速后匀速 Ｃ．先加速后减速直至匀速 D.加速度逐渐减小到零
牛顿第二定律应用的问题 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。由知，加速度与力有直接关系，分析清楚了力，就知道了加速度，而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系，加速度与速度同向时，速度增加；反之减小。在加速度为零时，速度有极值。 例1. 如图1所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（） 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（） A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时，不需要喷气
解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 解析：受力分析如图2所示，探测器沿直线加速运动时，所受合力方向 与运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，由牛顿第三定律可知，喷气方向斜向下方；匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下。故正确答案选C。 图2
牛顿第二定律的应用(瞬时性问题)
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 谢谢 2 牛顿第二定律的应用 -----瞬时性问题练习题 1．如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹 簧相连，在拉力F 作用下，以加速度a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F ，此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2，则 A ．a 1= a 2=0 B ．a 1=a, a 2=0 C ．a 1= m 1a/( m 1+ m 2)， a 2= m 2a/( m 1+ m 2) D ．a 1=a ， a 2= m 1a/ m 2 2．如右图所示，吊篮P 悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q 由在吊篮中的轻质弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳剪断的瞬间，吊篮P 和物体Q 的加速度是 A ．a P ＝g ，a Q ＝g B ．a P ＝2g ，a Q ＝g C ．a P ＝g ，a Q ＝2g D ．a P ＝2g ，a Q ＝0 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 2 g ，乙是g 4．如图所示，球A 、B 、C 质量分别为m 、2m 、3m ，A 与天花板间、B 与C 之间用轻弹簧相连，当该系统平衡后，突然将AB 间轻绳绕断， 在绕断瞬间，A 、B 、C 的加速度（以向下为正方向）分别为 A ．0、g 、g B ．－5g 、2.5g 、0 C ．5g 、2.5g 、0 D ．－g 、2g 、2g 5．如图所示，质量分别为m 1和m 2的甲、乙两物体用细绳相连，甲、乙中间有一个竖直放置的被压缩的弹簧，乙放在地面上，此时细绳的张力为F ，在把细绳剪断的一瞬间，甲的加速度为a ，此时乙对地面的压力为 A ．（m 1+m 1）g B ．(m 1+m 2)g+F C ．m 1g+F D ．m 1(g+a)+m 1g 6．如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m 的平盘，盘中有一物体，质量为M 。当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长了L 。今向下拉盘使弹簧再伸长ΔL 后停止。然后 松手放开。设弹簧总处在弹性限度内，则刚松手时，盘对物体的支持力等于 A ．（1+ L L ?）Mg B ．（1+L L ?）（M + m ）g C ．L L ?Mg D ．L L ?（M + m ）g 7．(多选题) 如图所示，竖直平面内两根光滑细杆所构成的角AOB 被铅垂线OO ′平 分，∠AOB A B F 甲 乙
牛顿第二定律应用的典型问题
牛顿第二定律应用的典型问题 ——陈法伟 1. 力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。由知，加速度与力有直接关系，分析清楚了力，就知道了加速度，而速度与力没有直接关系。速度如何变化需分析加速度方向与速度方向之间的关系，加速度与速度同向时，速度增加；反之减小。在加速度为零时，速度有极值。 例1. 如图1所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（） 图1 A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大。故选CD。 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（） A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时，不需要喷气 解析：受力分析如图2所示，探测器沿直线加速运动时，所受合力方向与 运动方向相同，而重力方向竖直向下，由平行四边形定则知推力方向必须斜向上方，由牛顿第三定律可知，喷气方向斜向下方；匀速运动时，所受合力为零，因此推力方向必须竖直向上，喷气方向竖直向下。故正确答案选C。
3 牛顿第二定律 【例题解析】 例1 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的（ ） A. 加速度越来越大，速度越来越大 B. 加速度越来越小，速度越来越小 C. 加速度越来越大，速度越来越小 D. 加速度越来越小，速度越来越大 解析： 开始时物体做匀加速直线运动，说明合力方向与速度方向相同。当合力逐渐减小时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度在逐渐减小。但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加，只是单位时间速度的增加量在减小，即速度增加得慢了。正确选项为D 。 点评： 有同学可能会错误地认为：合力减小了，速度也随之减小，产生这种错误的原因是没有弄清合力对速度的影响。合力的大小会影响到加速度的大小，影响到速度变化的快慢；速度是增加还是减小要看合力方向与速度方向的关系。要注意正确理解力、加速度和速度之间的关系。加速度与合力有直接的关系，加速度的大小与合力的大小成正比，方向总与合力的方向相同；一般情况下，速度的大小与合力的大小无直接联系。 例2 如图4—3—1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 解析：物体从A 到B 的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力F f =μmg ，大小不变；还一直受到向右的弹簧的弹力，从某个值逐渐减小为0。开始时，弹力大于摩擦力，合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越小；到A 、B 间的某一位置时，弹力和摩擦力大小相等、方向相反，合力为0，速度达到最大；随后，摩擦力大于弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反，物体开始做减速运动。所以，小物体由A 到B 的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，正确选项为B 、D 。 点评：对于本题，有些同学可能会因受力分析不全面（漏掉滑动摩擦力）而误选A 、C 。注意分析物体运动时，将复杂过程划分为几个简单的过程，找到运动的转折点是关键。对此类运动过程的动态分析问题，要在受力分析上下功夫。 例3 有一个恒力能使质量为m 1的物体获得3m/s 2 的加速度，如将其作用在质量为m 2的 物体上能产生1.5m/s 2 的加速度。若将m 1和m 2合为一体，该力能使它们产生多大的加速度？ 解析：以m 1为研究对象，有 F =m 1a 2； 以m 2为研究对象，有 F =m 2a 2； 以m 1、m 2整体为研究对象，有 F =( m 1+ m 2)a 。 图4—3— 1 O A B C
牛顿第二定律 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，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2．表达式F=ma。 3.“五个”性质 考点一错误!瞬时加速度问题 1.一般思路:分析物体该时的受力情况―→错误!―→错误! ２.两种模型 (1)刚性绳（或接触面）:一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即改变或消失,不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。 （２）弹簧（或橡皮绳)：当弹簧的两端与物体相连（即两端为固定端)时,由于物体有惯性,弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中,其弹力的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不突变。 [例] (多选）(20１4·南通第一中学检测)如图所示，A、B球的质量相等,弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（) A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gｓｉn θ B.B球的受力情况未变，瞬时加速度为零 Ｃ.A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2g sin θ D．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，Ａ球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零
[例](2０１3·吉林模拟)在动摩擦因数μ=0．2的水平面上有一个质量为m=2 ｋg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示，此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零。当剪断轻绳的瞬间，取g=１０ m／s2,以下说法正确的是( ) A．此时轻弹簧的弹力大小为20 Ｎ B.小球的加速度大小为８ m／ｓ2，方向向左 C．若剪断弹簧,则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s２,方向向右 D．若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0 针对练习：（２0１４·苏州第三中学质检）如图所示，质量分别为ｍ、2ｍ的小球Ａ、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线中的拉力为F,此时突然剪断细线。在线断的瞬间,弹簧的弹力的大小和小球Ａ的加速度的大小分别为( ) A.错误!，错误!＋gＢ.错误!,错误!+ｇ C.错误!，错误!+g D.错误!,＼f(Ｆ,3m)+g 4．（２014·宁夏银川一中一模)如图所示,A、B两小球分别连在轻线两端,B球另一端与弹簧相连,弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面顶端.Ａ、B两小球的质量分别为m A、m B,重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B Ａ．都等于错误! B.错误!和0 Ｃ.错误!和错误!·错误!?Ｄ.错误!·错误!和错误! 考点二错误!动力学的两类基本问题分析 (１)把握“两个分析”“一个桥梁”两个分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析。一个桥梁：物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。 (2)寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,画图找出各过程间的位移联系。
牛顿第二定律【学习目标】 1.深刻理解牛顿第二定律，把握 F a m =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： F a m ∝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．
瞬时性问题 【模型解析】 (1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理． (2)弹簧(或橡皮绳)：当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时，由于物体有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时问题中，其弹力的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不突变． 【典型例题】 例1.如图，物体A、B用轻质细线2相连，然后用细线1悬挂在天花板上，求剪断轻细线1的瞬间两个物体的加速度a1、a2大小分别为() A．g,0B．g，g C．0，g D．2g，g 例1题图例2题图例3题图 例2.如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断瞬间，吊蓝P和物体Q的加速度大小是() A．a P＝a Q＝g B．a P＝2g，a Q＝0 C．a P＝g，a Q＝2g D．a P＝2g，a Q＝g 例3.如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m,2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有() A.a1=a2=a3=a4=0 B. a1=a2=a3=a4=g C．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝m＋M M g D．a1＝g，a2＝ m＋M M g，a3＝0，a4＝ m＋M M g 例4.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连．平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图所示．以下说法正确的是(已知cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8)()
牛顿第二定律-同步练习-
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3 牛顿第二定律 【例题解析】 例1 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的( ) A. 加速度越来越大，速度越来越大 B. 加速度越来越小,速度越来越小 C. 加速度越来越大，速度越来越小 D. 加速度越来越小，速度越来越大 解析： 开始时物体做匀加速直线运动,说明合力方向与速度方向相同。当合力逐渐减小时,根据牛顿第二定律可知,物体的加速度在逐渐减小。但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加,只是单位时间内速度的增加量在减小,即速度增加得慢了。正确选项为D 。 点评： 有同学可能会错误地认为：合力减小了,速度也随之减小，产生这种错误的原因是没有弄清合力对速度的影响。合力的大小会影响到加速度的大小，影响到速度变化的快慢;速度是增加还是减小要看合力方向与速度方向的关系。要注意正确理解力、加速度和速度之间的关系。加速度与合力有直接的关系,加速度的大小与合力的大小成正比,方向总与合力的方向相同；一般情况下，速度的大小与合力的大小无直接联系。 例2 如图4—3—1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 解析:物体从Ａ到B 的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力Ｆf ＝μｍｇ，大小不变；还一直受到向右的弹簧的弹力,从某个值逐渐减小为0。开始时,弹力大于摩擦力，合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越小;到A 、B 间的某一位置时,弹力和摩擦力大小相等、方向相反，合力为0,速度达到最大;随后,摩擦力大于弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反,物体开始做减速运动。所以,小物体由A 到B 的过程中，先做加速度减小的加速运动,后做加速度增加的减速运动，正确选项为B 、D 。 点评：对于本题,有些同学可能会因受力分析不全面（漏掉滑动摩擦力）而误选A 、C 。注意分析物体运动时,将复杂过程划分为几个简单的过程，找到运动的转折点是关键。对此类运动过程的动态分析问题，要在受力分析上下功夫。 例３ 有一个恒力能使质量为m 1的物体获得３ｍ/s 2 的加速度，如将其作用在质量为m 2 的物体上能产生1.５ｍ／s 2 的加速度。若将m 1和m ２合为一体,该力能使它们产生多大的加速度？ 解析：以m 1为研究对象，有 F =ｍ１ａ2； 以m 2为研究对象,有 F =m 2a 2； 图4—3—1 O A B C
牛顿第二定律应用的典型问题 1. 力和运动的关系 例1. 如图1所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（） A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大 例2. 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（） A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D. 探测器匀速运动时，不需要喷气 故正确答案选C。 2. 力和加速度的瞬时对应关系 （1）物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系。每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力，而与这一瞬时之间或瞬时之后的力无关。若合外力变为零，加速度也立即变为零（加速度可以突变）。这就是牛顿第二定律的瞬时性。 （2）中学物理中的“绳”和“线”，一般都是理想化模型，具有如下几个特性： ①轻，即绳（或线）的质量和重力均可视为零。由此特点可知，同一根绳（或线）的两端及其中间各点的张力大小相等。 ②软，即绳（或线）只能受拉力，不能承受压力（因绳能弯曲）。由此特点可知，绳与其他物体相互作用力的方向是沿着绳子且背离受力物体的方向。 ③不可伸长：即无论绳子所受拉力多大，绳子的长度不变。由此特点知，绳子中的张力可以突变。 （3）中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性： ①轻：即弹簧（或橡皮绳）的质量和重力均可视为零。由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等。 ②弹簧既能受拉力，也能受压力（沿弹簧的轴线）；橡皮绳只能受拉力，不能承受压力（因橡皮绳能弯曲）。 ③由于弹簧和橡皮绳受力时，其形变较大，发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变。但是，当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失。
考点一对牛顿第二定律的理解 多选题 （基础题）(多选)一物体重为50 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15 N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g＝10 m/s2)() A．3 N B.25 N C．30 N D．50 N 【解析】若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F2－F1－μG＝ma>0，解得F1<5 N，A正确；若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知F1－F2－μG＝ma>0，解得F1>25 N，C、D正确。 【答案】ACD 单选题 （基础题）如图所示，质量m＝10 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20 N的作用，则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)()
A ．0 B ．4 m/s 2，水平向右 C ．2 m/s 2，水平向左 D ．2 m/s 2，水平向右 【解析】物体水平向左运动，所受滑动摩擦力水平向右，F f ＝μmg ＝20 N ，故物体所受合外力F 合＝F f ＋F ＝40 N ，由牛顿第二定律可得：a ＝F 合 m ＝4 m/s 2.方向水平向右，B 正确． 【答案】B （基础题）如图，老鹰沿虚线MN 斜向下减速俯冲的过程中，空气对老鹰的作用力可能是图中的( ) A ．F 1 B ．F 2 C ．F 3
D．F4 【解析】老鹰沿虚线斜向下减速飞行，加速度沿着虚线向上，故合力F沿着虚线向上；老鹰受重力和空气对其作用力，根据三角形定则作图所示： 故选项B正确． 【答案】B （中档题）如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是M，人的质量都是m，甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F.对于甲、乙两图中车的加速度大小说法正确的是() A．甲图中车的加速度大小为F M B．甲图中车的加速度大小为F M＋m