利用牛顿第二定律分析力学问题
牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一，它描述了物体的运动与所受力之间的关系。在本文中，我们将探讨如何利用牛顿第二定律来分析力学问题，并且将会通过实际案例来说明其应用。
牛顿第二定律的表达式是F=ma，其中F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。这个简单而又重要的公式为我们解决各种力学问题提供了基础。
首先，我们来看一个简单的例子。假设有一个质量为2kg的物体，受到一个力为10N的作用，我们需要求出物体的加速度。根据牛顿第二定律，我们可以得到a=F/m=10N/2kg=5m/s²。这意味着物体将以每秒5米的速度增加。
除了求解加速度，我们还可以利用牛顿第二定律来计算物体所受的力。例如，如果我们知道一个物体的质量和加速度，我们可以通过F=ma来计算出作用在物体上的力。这在实际生活中有着广泛的应用。
接下来，我们将通过一个实际案例来说明牛顿第二定律的应用。假设有一个小车，质量为1000kg，受到一个50N的推力，并且车辆的阻力为30N。我们需要求解小车的加速度。
根据牛顿第二定律，我们可以得到合力F=50N-30N=20N。然后，我们可以将合力代入公式F=ma中，得到20N=1000kg*a，从而可以计算出小车的加速度
a=20N/1000kg=0.02m/s²。
通过这个案例，我们可以看到牛顿第二定律在实际问题中的应用。通过分析物体所受的合力和质量，我们可以计算出物体的加速度。这对于解决各种与运动和力有关的问题非常有帮助。
此外，牛顿第二定律还可以帮助我们理解物体的运动状态。根据牛顿第二定律，当物体所受的合力为零时，物体将处于静止状态或者匀速直线运动状态。这是因为当合力为零时，根据F=ma，物体的加速度为零，即物体的速度将保持不变。
最后，我们需要注意的是，在应用牛顿第二定律时，我们需要考虑到力的方向
和大小。力的方向将决定物体的运动轨迹，而力的大小将决定物体的加速度。因此，在分析力学问题时，我们需要综合考虑力的方向和大小，以得出准确的结果。
综上所述，利用牛顿第二定律可以帮助我们分析力学问题，并且解决实际生活
中的各种运动和力相关的问题。通过计算合力和质量，我们可以得到物体的加速度，并且可以利用牛顿第二定律来解释物体的运动状态。在应用牛顿第二定律时，我们需要考虑力的方向和大小，以确保结果的准确性。牛顿第二定律作为力学的基础定律之一，为我们理解和解决力学问题提供了重要的工具。
牛顿第二定律及应用 一、力的单位 1.国际单位制中，力的单位是牛顿，符号N。 2.力的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，称为1 N，即1 N＝1kg·m/s2。 3.比例系数k的含义：关系式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取N、kg、m/s2作单位时，系数k＝1。 小试牛刀： 例：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，不正确的是() A．k的数值由F、m、a的数值决定 B．k的数值由F、m、a的单位决定 C．在国际单位制中k＝1 D．取的单位制不同, k的值也不同 【答案】A 【解析】物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系，在F＝kma中，只有m的单位取kg，a的单位取m/s2，F的单位取N时，k才等于1，即在国际单位制中k＝1，故B、C 、D正确。 二、牛顿第二定律 1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向与作用力方向相同． 2.表达式：F＝ma. 3.表达式F＝ma的理解 (1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位. (2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是 该力产生的加速度. 4.适用范围 (1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)． (2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况． 小试牛刀： 例：关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（） A．牛顿第二定律的表达式F= ma在任何情况下都适用 B．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致 C．由F= ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D．在公式F= ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和
牛顿第二定律的应用、超重与失重 一、应用牛顿第二定律分析问题的基本思路： （1）已知力求物体的运动状态：先对物体进行受力分析，由分力确定合力；根据牛顿第二定律确定加速度，再由初始条件分析物体的运动状态，应用运动学规律求出物体的速度或位移。 （2）已知物体的运动状态求物体的受力情况：先由物体的运动状态（应用运动学规律）确定物体的加速度；根据牛顿第二定律确定合力，再根据合力与分力的关系求出某一个分力。 二、解题步骤： （1）根据题意，确定研究对象； （2）用隔离法或整体法分析研究对象的受力情况，画受力示意图； （3）分析物理过程是属于上述哪种类型的问题，应用牛顿第二定律分析问题的基本思路进行分析； （4）选择正交坐标系(或利用力的合成与分析)选定正方向，列动力学方程(或结合初始条件列运动学方程)； （5）统一单位，代入数据，解方程，求出所需物理量； （6）思考结果的合理性，决定是否需要讨论。 三、例题分析： 例1：如图所示，质量m=2kg的物体，受到拉力F=20N的作用，F与水平成37°角。物体由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面间的摩擦因数μ=0.1，2s末撤去力F，求：撤去力F 后物体还能运动多远？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
例2：一个质量m=2kg的物体放在光滑的水平桌面上，受到三个与桌面平行的力作用，三个力大小相等F1=F2=F3=10N，方向互成120°，方向互成120°，则： （1）物体的加速度多大？ （2）若突然撤去力F1，求物体的加速度？物体运动状况如何？ （3）若将力F1的大小逐渐减小为零，然后再逐渐恢复至10N，物体的加速度如何变化？物体运动状况如何？ 例3：如图所示，停在水平地面的小车内，用轻绳AB、BC拴住一个小球。绳BC呈水平状态，绳AB 的拉力为T1，绳BC的拉力为T2。当小车从静止开始以加速度a水平向左做匀加速直线运动时，小球相对于小车的位置不发生变化；那么两绳的拉力的变化情况是：（） A、T 1变大，T2变大 B、T1变大，T2变小 C、T1不变，T2变小 D、T1变大，T2不变 例4：如图所示，物体A质量为2kg，物体B质量为3kg，A、B叠放在光滑的水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为10N；一个水平力F作用在A物体上，为保证A、B间不发生滑动，力F的最大值为多少？如果力F作用在B上，仍保证A、B间不滑动，力F最大值为多少？
牛顿第二定律的应用 在物理学中，牛顿第二定律是描述力、质量和加速度之间关系的基 本定律。具体而言，它表明力是物体质量乘以加速度的乘积。牛顿第 二定律在力学问题的解决中扮演着重要的角色，并且在各种实际应用 中经常被使用。本文将讨论牛顿第二定律在不同领域中的应用。 1. 机械运动 牛顿第二定律在机械运动中有着广泛的应用。例如，我们可以利用 牛顿第二定律来计算物体的加速度，从而确定物体的运动状态。在简 单的情况下，我们可以使用公式F=ma，其中F表示作用在物体上的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。根据这个公式，我们可以计 算物体所受的合力，进而预测物体的运动轨迹。 2. 交通工程 牛顿第二定律在交通工程中也有重要的应用。例如，我们常常需要 研究车辆在不同道路状况下的行驶情况。通过使用牛顿第二定律，我 们可以计算出车辆所受的合力，并进一步预测车辆的加速度和速度。 这样的信息可以用于改善道路设计，提高交通效率，确保交通安全。 3. 弹道学 牛顿第二定律在弹道学中也被广泛应用。弹道学研究的是物体在空 中飞行的轨迹和性质。利用牛顿第二定律，我们可以计算出物体在受 到力的作用下的加速度和速度变化情况。这些信息对于炮弹、导弹和 火箭的轨迹计算和控制非常重要。
4. 工程设计 牛顿第二定律对于工程设计中的力学分析也是至关重要的。在建筑 和结构设计中，我们需要确保建筑物的稳定性和安全性。通过应用牛 顿第二定律，我们可以计算出分布在结构上的力，并评估结构的强度 和稳定性。这可以帮助工程师确定所需的材料和构建方法，从而确保 设计的可行性和长期的稳定性。 5. 运动控制 牛顿第二定律在运动控制领域也发挥着重要的作用。例如，在机器 人技术中，我们需要精确控制机器人的运动和位置。通过应用牛顿第 二定律，我们可以计算出所需施加在机器人身上的力，从而控制机器 人的加速度和速度。这使得机器人能够准确地执行特定的任务，如自 主导航、工业生产等。 总结： 牛顿第二定律在各个领域中都有广泛的应用。无论是机械运动、交 通工程、弹道学、工程设计还是运动控制，牛顿第二定律都发挥着重 要的作用。通过应用这个定律，我们可以预测和控制物体的运动状态，优化工程设计，改善交通效率以及提高机器人技术的发展水平。因此，深入理解和灵活应用牛顿第二定律对于解决各种物理问题具有重要的 意义。
牛顿运动定律及应用分析 牛顿运动定律是经典力学的基石，它描述了物体运动的基本规律。在本文中， 我们将对牛顿运动定律进行详细的分析，并探讨其在实际生活中的应用。 首先，让我们回顾一下牛顿运动定律的基本原理。牛顿第一定律，也被称为惯 性定律，表明一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动。这意味着物体具有惯性，需要外力才能改变其状态。 牛顿第二定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。它表明物体的加速度与 作用在其上的力成正比，与物体的质量成反比。这一定律可以用数学公式F=ma表示，其中F代表作用力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。这个公式告诉 我们，当一个物体受到较大的力作用时，它将产生更大的加速度。 牛顿第三定律是关于力的相互作用的定律。它表明对于任何一个物体受到的力，都有一个与之相等大小、方向相反的力作用在另一个物体上。换句话说，每个力都有一个等效的反作用力。这一定律解释了为什么物体之间的相互作用总是成对出现的。 现在，让我们来看一些牛顿运动定律在实际生活中的应用。首先，我们可以通 过牛顿第二定律来解释为什么汽车需要刹车才能停下来。当我们踩下刹车踏板时，刹车系统施加一个与车辆运动方向相反的力，这将导致车辆产生负加速度，最终停下来。根据牛顿第二定律，刹车力与车辆的质量成反比，因此，较重的车辆需要更大的刹车力才能停下来。 另一个例子是弹射器的工作原理。弹射器是一种利用弹性力进行投射的装置。 当我们拉动弹射器的弹簧，给弹簧施加一个外力时，弹簧会产生一个与拉力方向相反的弹力。根据牛顿第三定律，弹簧也会受到一个与弹力相等大小、方向相反的反作用力。这个反作用力将被转化为弹簧的弹性势能，当我们释放弹射器时，弹性势能将转化为弹射物的动能，使其被弹射出去。
牛顿第二定律的实际应用 牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一，它描述了物体的运动与 施加在物体上的力之间的关系。在这篇文章中，我们将探讨牛顿第二 定律的实际应用，并使用具体例子来说明其在日常生活和工程领域的 重要性。 1. 机械运动中的应用 牛顿第二定律在机械运动中有着广泛的应用。在汽车行驶过程中， 引擎产生的马力通过驱动轮施加力，使汽车加速、转弯或制动。牛顿 第二定律可以用来计算车辆的加速度和所需的外力。另外，航空航天 领域中，飞机的飞行性能也可以通过牛顿第二定律进行计算和优化。 2. 项目安全分析和设计 牛顿第二定律在项目的安全分析和设计中具有重要作用。例如，建 筑工程中，我们需要考虑风荷载对建筑物的影响。利用牛顿第二定律，可以计算风力对建筑物的作用力，从而设计合适的支撑结构来确保建 筑物的稳定性和安全性。 3. 汽车碰撞和安全性评估 牛顿第二定律在汽车碰撞和安全性评估中也发挥了重要的作用。在 车辆碰撞过程中，牛顿第二定律可以用来计算碰撞力和车辆的加速度，从而评估车辆和乘客所承受的冲击力，并设计相应的安全装置，如安 全气囊和座椅安全带。
4. 电子设备运作原理的分析 除了机械运动，牛顿第二定律也可以应用在电子设备的运作原理分 析中。例如，电子平衡车的动态控制系统，根据通过传感器检测到的 倾斜角度，利用牛顿第二定律计算所需的推力，从而保持车辆的平衡。 5. 运动员训练和体能提升 对于运动员来说，了解牛顿第二定律的应用可以帮助他们优化训练 和提高体能。例如，射击和击剑运动中，运动员需要通过准确施加力 来改变物体的运动状态。了解牛顿第二定律可以帮助他们掌握力的大 小和方向的平衡，提高技术水平。 6. 自由落体运动的分析 自由落体运动是牛顿第二定律的经典应用之一。根据牛顿第二定律 的公式F=ma，可以计算物体在重力作用下的加速度。通过观察自由落 体运动，可以验证牛顿第二定律的准确性，并应用于其他与重力有关 的运动。 总结： 牛顿第二定律是经典力学中的重要定律，它在多个领域具有广泛的 应用。从机械运动到项目设计，从汽车安全到运动员训练，牛顿第二 定律的实际应用贯穿生活的方方面面。通过理解和应用牛顿第二定律，我们可以更好地理解物体运动的本质，提高技术水平，设计更安全和 稳定的工程项目。
牛顿第二定律应用的常见题型 概念及要点： 牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma。 理解要点： ①牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础。 ②加速度与力均为矢量，其两者间相互对应关系为： ㈠两者必然同体性 ㈡方向具有同向性 ㈢大小瞬时对应性 ㈣各物体间独立性 应用牛顿第二定律解题的步骤： ①明确研究对象 ②对研究对象进行受力分析 ③由牛顿第二定律求解各过程相关加速度 ④列运动学方程求解问题 以牛顿第二定律为核心的动力学是力学的重要组成部分，也是高考中的考查热点，学习时我们一定要深刻理解牛顿第二定律，并能熟练应用牛顿第二定律求解相关问题，下面介绍牛顿第二定律应用的几类典型问题。 一、连接体问题(物块物块，绳物块，弹簧物块) 此类问题高考仅限于几个物体的加速度相同的情形，求解此类问题需灵活运用整体法和隔离法。求解“内力”问题通常先对整体运用牛顿第二定律，求出系统的加速度，再用隔离法研究连接体中一个物体，即可求出物体间的相互作用力；求解“外力”问题，需先分析连接体中的一个物体，确定系统的加速度，再对整体运用牛顿第二定律，即可求出“外力”。 例l.1. 如下图所示，质量为2m的物体A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m物块B与地面间的动摩擦因数为，在已知水平推力F作用下，AB一起做加速运动，A和B间的作用力为______。
解析：先把AB 看作一个整体，系统受到的合外力为，系统的加速度为，再对物体B 分析，由牛顿 第二定律有 ，解得 。 例1.2. 2007江苏,6如图3-6-3所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块，其中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg 。现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为（B ） A ． 5mg 3μ B ．4 mg 3μ C ．2 mg 3μ D ．mg 3μ 【解析】以四个木块整体为研究对象，由牛顿第二定律得：F =6ma ，绳的拉力最大时，m 与2m 间的摩擦力刚好为最大静摩擦力μmg ，以2m 为研究对象，则：F -μmg=2ma ，对m 有：μmg -T =ma ，联立以上三式得：T=（3/4）μmg . 【答案】B 【点拨】连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解．利用公式F =ma 用整体法求解加速度时，要特别注意质量m 与研究对象对应． 例1.3. 2008全国Ⅱ,18如图3-6-10所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b 。a 球质量为m ，静置于地面；b 球质量为3m ， 用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b 后，a 可能达到的最大高度为（ ） A.h B.l.5h C.2h D.2.5h 【答案】B 例1.4. 如图所示，在一粗糙水平面上放有两个质量分别为m 1、m 2的铁块1、2，中间用一原长为L ，劲度系数为k 的轻弹簧连接起来，铁块与水平面的动摩擦因数为μ。现有一水平力F 拉铁块2，当两个铁块一起以相同的加速度做匀速运动时，两铁块间的距离为（ ） 图 3-6- 图3-6-11
第2讲应用牛顿第二定律处理“四类”问题 一、瞬时问题 1．牛顿第二定律的表达式为：F合＝ma，加速度由物体所受合外力决定，加速度的方向与物体所受合外力的方向一致．当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变． 2．轻绳、轻杆和轻弹簧(橡皮条)的区别： (1)轻绳和轻杆：剪断轻绳或轻杆断开后，原有的弹力将突变为0. (2)轻弹簧和橡皮条：当轻弹簧和橡皮条两端与其他物体连接时，轻弹簧或橡皮条的弹力不能发生突变． 自测1如图1，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态．现将A 上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是( ) 图1 g，g，0 B．g，2g，0 C．g，g，g D．g，g,0 答案 A 解析剪断细线前，由平衡条件可知，A上端的细线的拉力为3mg，A、B之间细绳的拉力为2mg，轻弹簧的拉力为mg.在剪断细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球C所受合外力为零，所以C的加速度为零；A、B小球被细绳拴在一起，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律得3mg＝2ma，解得ag，选项A正确． 二、超重和失重
1．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有向上的加速度． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有向下的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象． (2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下． 4．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关． (2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力．此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重． 自测2关于超重和失重的下列说法中，正确的是( ) A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了 B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态 D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化 答案 D 三、动力学图像 1．类型 (1)已知图像分析运动和受力情况； (2)已知运动和受力情况分析图像的形状． 2．用到的相关知识 通常要先对物体受力分析求合力，再根据牛顿第二定律求加速度，然后结合运动学公式分析．自测3(2016·某某单科·5)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度—时间图线如图2所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0～5s,5～10s,10～15s内F的大小分别为F1、F2和F3，则( )
利用牛顿第二定律分析力学问题 牛顿第二定律是力学中最基本的定律之一，它描述了物体的运动与所受力之间的关系。在本文中，我们将探讨如何利用牛顿第二定律来分析力学问题，并且将会通过实际案例来说明其应用。 牛顿第二定律的表达式是F=ma，其中F代表物体所受的合力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。这个简单而又重要的公式为我们解决各种力学问题提供了基础。 首先，我们来看一个简单的例子。假设有一个质量为2kg的物体，受到一个力为10N的作用，我们需要求出物体的加速度。根据牛顿第二定律，我们可以得到a=F/m=10N/2kg=5m/s²。这意味着物体将以每秒5米的速度增加。 除了求解加速度，我们还可以利用牛顿第二定律来计算物体所受的力。例如，如果我们知道一个物体的质量和加速度，我们可以通过F=ma来计算出作用在物体上的力。这在实际生活中有着广泛的应用。 接下来，我们将通过一个实际案例来说明牛顿第二定律的应用。假设有一个小车，质量为1000kg，受到一个50N的推力，并且车辆的阻力为30N。我们需要求解小车的加速度。 根据牛顿第二定律，我们可以得到合力F=50N-30N=20N。然后，我们可以将合力代入公式F=ma中，得到20N=1000kg*a，从而可以计算出小车的加速度 a=20N/1000kg=0.02m/s²。 通过这个案例，我们可以看到牛顿第二定律在实际问题中的应用。通过分析物体所受的合力和质量，我们可以计算出物体的加速度。这对于解决各种与运动和力有关的问题非常有帮助。
此外，牛顿第二定律还可以帮助我们理解物体的运动状态。根据牛顿第二定律，当物体所受的合力为零时，物体将处于静止状态或者匀速直线运动状态。这是因为当合力为零时，根据F=ma，物体的加速度为零，即物体的速度将保持不变。 最后，我们需要注意的是，在应用牛顿第二定律时，我们需要考虑到力的方向 和大小。力的方向将决定物体的运动轨迹，而力的大小将决定物体的加速度。因此，在分析力学问题时，我们需要综合考虑力的方向和大小，以得出准确的结果。 综上所述，利用牛顿第二定律可以帮助我们分析力学问题，并且解决实际生活 中的各种运动和力相关的问题。通过计算合力和质量，我们可以得到物体的加速度，并且可以利用牛顿第二定律来解释物体的运动状态。在应用牛顿第二定律时，我们需要考虑力的方向和大小，以确保结果的准确性。牛顿第二定律作为力学的基础定律之一，为我们理解和解决力学问题提供了重要的工具。
牛顿第二定律专题 1．考纲解读 2.考点整合 考点一牛顿第二定律 1.定律内容：物体的加速度跟物体成正比，跟物体的成反比，加速度的方向跟合外力的方向 . 2.牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性.“矢量性”是指加速度的方向取决，“瞬时性”是指加速度和合外力存在着关系，合外力改变，加速度相应改变，“独立性”是指作用在物体上的每个力都独立的产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和. 3.牛顿第二定律的分量式：ΣFx=max，ΣFy=may
[特别提醒]：F是指物体所受到的合外力，即物体所有受力的合力.加速度与合外力是瞬时对应关系，即有合外力就有加速度，没有合外力就没有加速度. 【例1】 如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球．当小车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是下图中的（OO'沿杆方向） 【解析】对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的弹力，弹力在竖直方向的分量和重力平衡，小球在水平方向的分力提供加速度，故C正确. 【答案】C 【方法点评】本题考查牛顿第二定律，只要能明确研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程即可. 考点二力、加速度和速度的关系 在直线运动中当物体的合外力（加速度）与速度的方向时，物体做加速运动，若合外力（加速度）恒定，物体做运动，若合外力（加速度）变化，则物体做运动，当物体的合外力（加速度）方向与速度的方 向时，物体做减速运动.若合外力（加速度）恒定，物体做运动，若合外力（加速度）变化，则物体做运动. [特别提醒]：要分析清楚物体的运动情况，必须从受力着手，因为力是改变运动状态的原因，求解物理问题，关键在于建立正确的运动情景，而这一切都必须从受力分析开始.
牛顿第二定律专题六 一、基本知识 1．题型特点：已知物体的受力情况，分析和确定物体的运动情况，包括速度、加速度、通过某一段位移的时间和在一段时间内运动的位移等。 2．解答这类问题的关键：⑴从受力分析入手，弄清物体的受力，画出正确的受力图；⑵利用牛顿第二定律求出物体运动的加速度；⑶再根据匀变速直线运动的规律求出相应的运动量。 二、典型例题分析 1．如图所示，一个质量为m =4kg 物体放在水平地面上，它水平面的滑动摩擦系数为0.5，物体在与水平方向成370角斜向下的推力F =60N 作用下，从静止开始运动，当外力F 作用4s 后将其撤去，求当推力F 撤消后物体还能运动多远？ 2．两个人要将质量M =1000kg 的小车沿一较长的水平轨道推上长为L =5m 、高h =1m 的斜坡顶端，为计算方便，假设车在任何情况下受到的阻力为车重的0.12倍，两人的最大推力各为800N ，在不允许使用其它工具的情况下，两个人能否将车刚好推到坡顶？如果能，两人应如何做？（写出分析和计算过程，g=10m/s 2） 3．风洞实验室中可产生水平方向、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞的实验室。小球孔径略大于细杆直径。 ①当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动， 这时小球所受到风力为小球重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数 ②保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球 从静止出发在细杆上滑下距离S 所用的时间为多少？ 4．如图所示，在光滑的水平地面上静止停放着小平板车B ，它的质量m B =4kg ，在B 上左端有一个小滑块A ，A 的质量m A =1kg ，A 与B 之间的摩擦因数为μ=0.2，小车长L =2m ，现用F =14N 的水平力向左拉小车，求第3s 秒小车速度多大？ 风
牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律是牛顿力学中最基础的定律之一，也是应用最为 广泛的一条定律。它描述了物体在受到外力作用下的运动状态， 是物理学家研究力学问题的重要基础。本文将从实际生活中的应 用角度，探讨牛顿第二定律的具体应用。 一、汽车行驶过程中的运用 在汽车行驶中，牛顿第二定律经常被用来计算车辆的加速度和 制动距离。例如，当汽车受到向前的牵引力时，按照牛顿第二定 律的公式，F=ma，可以得出汽车的加速度。同样的，如果汽车受 到向后的制动力时，可以通过牛顿第二定律计算汽车需要的制动 距离，以确保安全停车。 二、物体自由落体的运用 物体自由落体是牛顿力学中的一个基本问题。在不考虑空气阻 力的情况下，任何物体都会在同样的重力作用下以等加速度自由 落体。这个加速度被称为重力加速度，约等于9.8米/秒^2。因此，
利用牛顿第二定律公式F=ma可以计算出自由落体物体下落的加速度和速度。 三、物体在斜面上运动的运用 斜面问题是力学中一个基础问题，也是牛顿第二定律的一个重要应用场景。当一个物体沿着斜面下滑或爬升时，可以使用牛顿第二定律公式F=ma，分解受到的重力和摩擦力，计算物体的加速度和速度。跟汽车制动计算一样，这个问题的特别之处在于需要对斜坡的倾斜角度和物体与斜坡之间的摩擦系数等因素进行精细的计算和分析。 四、物体在空气中的运动的运用 在空气中运动的物体会受到空气阻力的影响，这时候牛顿第二定律的应用就要考虑到空气阻力的影响。例如，现代飞机在设计上要考虑到空气阻力和空气动力学特性等问题，确保飞机可以在空气中平稳地运动。 总结：
牛顿第二定律是应用最为广泛的牛顿力学定律之一。在实际生活和工程中，牛顿第二定律被用来描述物体在受到外力作用下的运动状态，计算物体的加速度、速度和运动距离等参数。在汽车行驶、物体自由落体、斜面运动和空气动力学等领域，牛顿第二定律都有重要的应用价值。而准确地应用牛顿第二定律，不仅需要熟练掌握相关公式和计算方法，同时也需要细致的分析和判断能力。
物理牛顿第二定律知识点总结 牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它描述了物体受力时的运动规律。该定律的数学表达形式为F=ma，其中F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。下面将对牛顿第二定律的几个关键点进行总结。 1. 牛顿第二定律的基本原理 牛顿第二定律是基于质点力学的基本原理之一，它指出物体所受的合力与物体的质量和加速度成正比。当物体受到合力时，它将产生加速度，而加速度的大小与合力成正比，与物体的质量成反比。 2. 牛顿第二定律的数学表达 牛顿第二定律的数学表达形式为F=ma，其中F表示物体所受的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。这个公式表明，当物体所受的合力增大时，它的加速度也会增大；当物体的质量增大时，它的加速度会减小。 3. 牛顿第二定律的单位 根据国际单位制，力的单位是牛顿（N），质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每平方秒（m/s²）。因此，牛顿第二定律的单位可以表示为N=kg×m/s²。 4. 牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律在物理学中有广泛的应用。例如，在机械运动中，可
以利用牛顿第二定律来计算物体的加速度、速度和位移。在工程学中，可以利用牛顿第二定律来设计和分析各种机械系统。在天体力学中，可以利用牛顿第二定律来研究行星、卫星等天体的运动规律。 5. 牛顿第二定律的局限性 牛顿第二定律在某些情况下可能不适用。例如，在极小尺度的微观领域，量子力学的规律会取代经典力学的描述；在高速运动的情况下，相对论效应需要考虑。此外，牛顿第二定律也无法解释某些特殊情况下的运动规律，如黑洞的行为等。 6. 牛顿第二定律的推广形式 牛顿第二定律可以推广到多体系统中。对于多个物体组成的系统，每个物体所受的合力等于其质量乘以加速度。通过对每个物体的运动方程进行联立，可以求解出整个系统的运动规律。 牛顿第二定律是经典力学中的重要定律，它描述了物体受力时的运动规律。通过对物体所受的合力、质量和加速度之间的关系进行分析，可以应用牛顿第二定律解决各种物理问题。然而，牛顿第二定律也有其局限性，不能适用于所有情况。因此，在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑其他因素，以得到更准确的结果。
分析力学的原理与应用 一、分析力学的概述 •分析力学是力学中的一个重要分支，它研究物体的运动和受力情况，基于物体的力学性质和动力学原理来进行分析和计算。 二、分析力学的基本原理 1.牛顿第二定律 •牛顿第二定律是分析力学的基础，它表明一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比。公式表达为F=ma，其中F是作用在物体上的力，m是物体的质量，a是物体的加速度。 2.动能定理 •动能定理是分析力学中重要的定理，它表明当物体受到外力时，由该外力所做的功等于物体动能的变化，即 $W=\\Delta KE$。其中，W代表功，KE代表动能的变化。 3.力的合成与分解 •在分析力学中，力的合成与分解是一个基本的技巧，用于将一个力分解为多个分力或将多个分力合成为一个力。这在分析力学中的应用十分广泛。 4.质点系的动力学原理 •质点系的动力学原理是研究质点系整体运动的理论基础，它基于质点系的质量、速度和力的关系，描述质点系的运动状态。 三、分析力学的应用领域 1.静力学 •静力学是分析力学的一个重要应用领域，它研究物体在静力平衡状态下受到的力和力的平衡条件。静力学广泛应用于建筑、桥梁和机械等领域，用于分析和设计各种结构。 2.动力学 •动力学是分析力学的另一个重要应用领域，它研究物体在运动状态下受到的力和运动方程。动力学可以应用于机械、车辆、航空航天等领域，用于分析和设计各种运动系统。 3.振动与波动 •分析力学还可以应用于研究物体的振动和波动问题。振动和波动是许多实际问题中常见的现象，如桥梁的振动、地震波的传播等。分析力学可以提供对这些问题的详细分析和计算。 4.流体力学
•分析力学还可以应用于研究流体力学问题。流体力学研究流体的运动和受力情况，分析力学提供了用于分析和计算流体力学问题的方法和原理。 四、分析力学的未来发展 •随着科学技术的不断进步，分析力学在各个领域的应用越来越广泛。 未来，分析力学将继续发展，提供更多的理论和方法，以解决复杂的力学问题。 同时，随着计算机技术的发展，计算机模拟在分析力学中的应用也将日益重要，可以更加准确地计算和预测物体的运动和受力情况。 五、总结 •分析力学作为力学的重要分支，研究物体的运动和受力情况。它基于物体的力学性质和动力学原理，通过应用基本原理和方法，可以揭示物体的运动规律，并在各个领域中应用于分析和设计。 以上是对分析力学的原理和应用进行的简要介绍，希望可以帮助读者对该领域 有一个初步的了解。对于想要深入研究的读者来说，还有更多的理论和实践内容需要进一步探索和学习。
利用牛顿第二定律解决力的平衡问题牛顿第二定律是力学中非常重要的一个定律，可以用来解决力的平衡问题。在这篇文章中，我将介绍如何利用牛顿第二定律来解决力的平衡问题，并给出一些例子来加深理解。 一、牛顿第二定律的基本原理 牛顿第二定律的数学表达式是 F = m * a，其中 F 表示物体所受的合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。根据这个定律，我们可以计算物体所受合力的大小。 二、解决力的平衡问题的基本步骤 解决力的平衡问题可以按照以下步骤进行： 1. 确定物体的受力情况：首先，我们需要确定物体所受的各个力的大小和方向。这些力可以是重力、摩擦力、弹簧力等。 2. 应用牛顿第二定律：根据牛顿第二定律的公式 F = m * a，我们可以计算物体所受合力的大小。将合力与知道的力进行比较，判断物体是否处于平衡状态。 3. 判断力的平衡状态：如果物体所受的合力为零，则物体处于力的平衡状态；如果合力不为零，则物体处于力的不平衡状态。 4. 分析力的平衡条件：根据力的平衡条件，可以进一步分析受力物体所处的平衡状态。如果合力为零，说明物体处于平衡状态；如果合力不为零，可以通过调整力的大小和方向，使物体恢复到平衡状态。
三、力的平衡问题的例子 下面将给出一些力的平衡问题的例子，以加深对解决方法的理解。 例1：小车在水平地面上受到一个向右的恒定力和一个向左的摩擦力，求小车达到平衡状态时的摩擦力的大小。 解：首先，我们需要确定小车所受的力的大小和方向。设向右的恒定力为 F1，向左的摩擦力为 F2。根据牛顿第二定律，物体所受合力为零时达到平衡状态，即 F1 - F2 = 0。因此，摩擦力的大小为F2 = F1。 例2：弹簧被拉伸后的长度为 x，弹簧的劲度系数为 k，求弹簧所受的拉力的大小。 解：根据胡克定律，弹簧所受的拉力与弹簧的伸长长度成正比，即F = k * x。当弹簧被拉伸后的长度为 x 时，弹簧所受的拉力的大小为 F = k * x。 通过以上两个例子，我们可以看到，利用牛顿第二定律解决力的平衡问题可以非常简单和直观。只需要确定受力物体所受的各个力的大小和方向，应用牛顿第二定律计算出合力的大小，就可以判断物体的平衡状态和力的平衡条件。 在解决力的平衡问题时，我们还可以利用力的平衡条件，进一步分析物体所处的平衡状态，并通过调整力的大小和方向，使物体恢复到平衡状态。
牛顿第二定律与力的平衡 牛顿第二定律是力学中的重要定律之一，它描述了物体在受到力的 作用下产生加速度的关系。而力的平衡则是指物体所受到的合力为零 时物体将保持静止或匀速直线运动的状态。本文将详细介绍牛顿第二 定律和力的平衡的相关知识。 一、牛顿第二定律 牛顿第二定律是描述物体受到力作用后产生加速度的定律，可以表 达为以下公式： F = ma 其中，F代表力的大小，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。这个公式表明，施加在物体上的力与物体的质量和加速度成正比。 牛顿第二定律告诉我们，当给定一个物体的质量后，通过施加力来 改变物体的加速度，或者通过改变物体的加速度来推导出力的大小。 二、力的平衡 力的平衡是指物体所受到的合力为零时，物体将保持静止或匀速直 线运动的状态。在力学中，力的平衡可以分为静力平衡和动力平衡两 种情况。 1. 静力平衡 静力平衡是指物体处于静止状态下的力平衡情况。在静力平衡中， 物体所受到的合力为零，这意味着所有作用在物体上的力之间存在着
一个力的平衡。也就是说，静力平衡要求物体受到的各个力的合力为零，同时对物体施加的力具有平衡作用。 在实际应用中，我们常常利用静力平衡原理来分析物体所受到的各个力的大小和方向。通过绘制力的示意图和受力分析，我们可以求解出物体所受到的各个力的大小和方向。 2. 动力平衡 动力平衡是指物体处于匀速直线运动状态下的力平衡情况。在动力平衡中，物体所受到的合力仍然为零，但是物体在运动时具有一个恒定的速度，不会产生加速度。 对于动力平衡情况下的物体，我们可以利用牛顿第二定律和力的平衡原理来分析物体所受到的各个力。通过施加合适大小和方向的力来使物体保持匀速直线运动。 三、示例分析 为了更好地理解牛顿第二定律和力的平衡，我们以一个经典的示例进行分析。 假设有一个质量为m的物体，放置在光滑的水平桌面上。由于物体受到重力作用，重力向下作用于物体上。然而，如果我们施加一个大小为mg的向上的力，它将与重力形成一个平衡，使得物体静止或保持匀速直线运动。 在这个例子中，重力的大小为mg，力的平衡要求施加的向上的力也为mg。因此，物体受到的合力为零，力的平衡得以维持。
牛顿第二定律在斜面运动中的应用 牛顿第二定律是力学中的一条基本定律，它描述了物体在受力作用下的运动规律。在斜面运动中，牛顿第二定律同样适用，并可以帮助我们理解和解释物体在斜面上的运动。 首先，我们来回顾一下牛顿第二定律的表达式：力等于质量乘以加速度，即F = m*a。在斜面运动中，物体所受的合力可以分解为两个分力，一个是垂直于斜面的重力分力mg*sinθ，另一个是沿斜面方向的摩擦力f。根据牛顿第二定律，物体在斜面上的运动可以用以下方程描述：mg*sinθ - f = m*a。 在这个方程中，mg*sinθ表示物体在斜面上受到的垂直分力，它与物体的质量m以及斜面的倾角θ有关。摩擦力f则取决于物体和斜面之间的摩擦系数以及物体所受的垂直分力。a表示物体在斜面上的加速度。 根据这个方程，我们可以看出物体在斜面上的加速度与斜面的倾角有关。当斜面的倾角增大时，物体受到的垂直分力增大，摩擦力也会相应增大，从而减小物体在斜面上的加速度。相反，当斜面的倾角减小时，物体受到的垂直分力减小，摩擦力也会减小，从而增大物体在斜面上的加速度。 除了倾角，摩擦系数也会对物体在斜面上的运动产生影响。摩擦系数越大，摩擦力也会越大，从而减小物体在斜面上的加速度。反之，如果摩擦系数较小，摩擦力也会较小，物体在斜面上的加速度则会较大。 牛顿第二定律在斜面运动中的应用不仅可以帮助我们理解物体在斜面上的运动规律，还可以用来解决一些实际问题。例如，我们可以利用牛顿第二定律计算物体在斜面上的加速度，从而进一步求解物体在斜面上的位移、速度等运动参数。 此外，牛顿第二定律还可以帮助我们分析物体在斜面上的平衡条件。当物体在斜面上达到平衡时，其受力平衡，即合力为零。根据牛顿第二定律的方程，我们可
掌握母题100例,触类旁通赢高考 高考题千变万化,但万变不离其宗.千变万化的新奇高考题都可以看作是由母题衍生而来.研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻 松备考,事半功倍. 母题二十、牛顿第二定律应用的运动情况求力问题 【解法归纳】先由的运动情况求出运动的加速度,然后利用牛顿第二定律求出合外力. 分析物体所受的力,求出未知力. 典例20. (2021上海物理)倾角=37°,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2kg 的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经上=2s到达底端,运动路程L=4m 在此过 程中斜面保持静止(sin37 ° =0.6, cos37° =0.8, g取10m/s2),求：r (1)地面对斜面的摩擦：力大小与方向. (2)地面对斜面的支持力大小. 【解析】(1)物块在斜面上匀加速下滑,L=-.at2 2 2 解得加速度a=2m/s. 设斜面对木块摩擦力为九,支持力N I.隔离木块分析受力,由牛顿第二定律得：m(sin -f 1=ma mg cos -N I=0, 联立解得f1=8N, N=16N O 设地面对斜面的摩擦力大小为f,方向向左.隔离斜面分析受力, 对水平方向,由平衡条件得, f+f I COS =N sin 代人数据解得f=3.2N ,正号说明方向向左. (2)设地面对斜面的支持力大小为N,隔离斜面分析受力,对竖直方向,由平衡条件得,N=Mg+f1 sin +N cos 代人数据解得地面对.斜面的支持-力大小N=67.6N. 【点评】此题考查叠加体受力分析、牛顿运动定律、物体平衡条件等知识点. 衍一生题1. (2021 •宁夏理综• 20) 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细 绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球拉力为