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高三物理牛顿第二定律复习

高三物理牛顿第二定律复习
高三物理牛顿第二定律复习

从高考理综看牛顿第二定律复习

牛顿运动定律在力学中占有重要的地位,近年来,理科综合考试对牛顿第二定律的考查是通过选择题(在2005年以前为单项选择,2005年以后为混选)和计算题综合进行的。分值约为16分左右。掌握理综对牛顿运动定律考查的内容和题型特征,是搞好高三复习的关键。

一、牛顿第二定律考查内容(摘自2005年理综考试大纲)

Ⅰ级内容: 牛顿力学的适用范围;超重和失重。

Ⅱ级内容: 牛顿第一定律,惯性;牛顿第二定律,质量,圆周运动中的向心力;牛顿第三定律;牛

顿定律的应用;共点力作用下的物体的平衡。

实验内容:测定匀变速直线运动加速度实验综合

二、牛顿第二定律考查的题型特征

1、共点力平衡

【1】(2003年全国)如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口

水平,O 为其球心,碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗

口上,线的两端分别系有质量为m 1和m 2的小球,当它们处于平衡状态时,质量为m 的小球与O 点

的连线与水平线的夹角为α=60°。两小球的质量比

12m m 为 A 、33 B 、32 C 、23 D 、2

2 答案(矢量三角形法):对m 1作出矢量三角形,其中三个力分别为重力G =m 1g 、

拉力F =m 2g 和支持力F N 。根据正弦定理3

3120sin 30sin 12=??==m m G F ,A 正确。 2、斜面上的运动问题

【2】(2004年全国Ⅳ)如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳

子栓着的长木板,木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。

当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。

则此时木板沿斜面下滑的加速度为

A . αsin 2g

B . αsin g

C . αsin 23

D . αsin 2g

答案(整体法):木板沿斜面加速下滑时,猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,加速度为零。将木板和猫作为整体,根据牛顿第二定律F 合= F 猫+F 木班=0 + 2ma (a 为木板的加速度),整体受到重力和支持力,F 合=3mgsinα,故答案是C 。

3、拉力、推力问题

【3】(2005年全国Ⅲ)如图所示,一物块位于光滑水平桌面上,用一大

小为F 、方向如图所示的力去推它,使它以加速度a 向右运动。若保持

力的方向不变而增大力的大小,则

A . a 变大

B . a 不变

C . a 变小

D . 因为物块的质量未知,故不能确定a 变化的趋势

答案(正角分解法):正角分解F (设F 与水平面的夹角为θ,物块与水平面间动摩擦因数μ), 根据牛顿第二定律得 g F m

m mg F F m F F a f

μθμθθμθθ--=+-=-=sin cos )sin (cos cos

所以a 随F 的增大而增大,答案为A 。

4、圆周问题

【4】(2004年全国Ⅳ)如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑

的固定轴O 。现给球一初速度,使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,不

计空气阻力,用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则F

A . 一定是拉力

B . 一定是推力

C . 一定等于0

D . 可能是拉力,可能是推力,也可能等于0

答案:小球做竖直面上的圆周运动,当在最高点的速度为gl v =,向心力

F 向=mg ,小球只受重力;当v >gl ,小球受重力和拉力;当v <gl ,小球受重力和推力。由于轻杆可以产生推力,而且v 的大小未知,因此三种可能都存在,正确的是D 。

5、超重和失重

【5】(2005年全国Ⅰ)一质量为m 的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为g 3

1,g 为重力加速度。人对电梯底部的压力为

A 、mg 31

B 、mg 2

C 、mg

D 、mg 3

4 答案:物体处于超重状态。根据牛顿第二定律有mg F g m F N -=?=3

1合,压力为D 。 6、弹簧问题

【6】(2006四川)质量不计的弹簧下端固定一小球。现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a (a ﹤g )分别向上、向下做匀加速直线运动。若忽略空气阻力,弹簧的伸长分别为x 1、x 2;若空气阻力不能忽略且大小恒定,弹簧的伸长分别为x 1'、x 2'。则

A 、x 1'+ x 1= x 2 +x 2'

B 、x 1'+ x 1 < x 2 +x 2'

C 、x 1'+ x 2' = x 1 + x 2

D 、x 1'+ x 2' < x 1 + x 2

分析:答案C 。在没有阻力时,根据牛顿第二定律k x 1-mg =ma 和mg -k x 2=ma ;在有阻力时同

理k x 1'-mg -f =ma 和mg -k x 2'-f =ma ,则有

k (x 1 + x 2)= k (x 1'+ x 2')=2 mg 。

7、综合计算题

【7】(2004年天津)质量m =1.5kg 的物块(可视为质点)在水平恒力F 作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t =2.0s 停在B 点,已知A 、B 两点间的距离s =5.0m ,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,求恒力F 多大。(g =10m/s 2)

答案:物体先加速,后减速。根据牛顿第二定律 m mg F a μ-=1, m

mg a μ=2=2m/s 2。 设减速过程的初速为v ,由速度公式0=v -a 2t 得v =a 2t =4.0m/s ,推论2a 2s 2=v 2得s 2=4m 。加速过程的末

速为v ,由推论 v 2

=2a 1s 1得m mg F s v μ-=12

2,代入数据得F =15N 8、实验题

【8】(2003年江苏物理)实验装置如图1所示;一木块放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨

过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,木块右侧与打点计时器的纸带相连,在重物牵引下,木块

在木板上向左运动,重物落地后,木块继续向左做匀减速运动,图2给出了重物落地后,打点计时器在纸带上打出的一些点,试根据给出的数据,求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程,结果保留2位有效数字。(打点计时器所用交流电频率为50H z ,不计纸带与木块间的拉力。

取重力加速度g =10m/s 2)

答案: 以a 表示加速度,根据匀变速直线运动的规律,有 2483726154)]()()()[(4

1aT s s s s s s s s s =-+-+-+-=? 解得a =-3.0m/s 2

重物落地后木块只受摩擦力的作用,以m 表示木块的质量,根据牛顿定律,有

ma mg =-μ 解得 30.0=μ

9、运动类型

【9】(2005年全国Ⅰ)原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d 1=0.50m ,“竖直高度”h 1=1.0m ;跳蚤原地上跳的“加速距离”d 2=0.00080m ,“竖直高度”h 2=0.10m 。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m ,则人上跳的“竖直高度”是多少?

答案:用a 表示跳蚤起跳的加速度,v 表示离地时的速度,则对加速过程和离地后上升过程分别有

222ad v = ① 222gh v = ② 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a ,令V 表示在这种假想下人离地时的速度,H 表示与此相

应的竖直高度,则对加速过程和离地后上升过程分别有

122ad V = ③ gH V 22= ④

由以上各式可得 ==2

12d d h H 63m 三、优选练习

1、(2005年全国Ⅱ)如图所示,位于光滑固定斜面上的小物块P

受到一水平向右的推力F 的作用。已知物块P 沿斜面加速下滑。

现保持F 的方向不变,使其减小,则加速度

A 、一定变小

B 、一定变大

C 、一定不变

D 、可能变小,可能变大,也可能不变

2、(2004年全国Ⅰ)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。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环

分别从a 、b 、c 处释放(初速为0),用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到

达d 所用的时间,则

A 、t 1﹤t 2﹤t 3

B 、t 1﹥t 2﹥t 3

C 、t 3﹥t 1﹥t 2

D 、t 1=t 2=t 3

3、(2004年全国Ⅰ)下列哪个说法是正确的?

A 、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B 、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C 、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D 、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

4、(2004年全国Ⅱ)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F 的作用,F 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图所示。取重力加速度g =10m/s 2。由此两图线可以求得物块的质量m 和物块与地面之间的动摩擦因数μ

分别为

A 、m=0.5kg ,μ=0.4

B 、m=1.5kg ,μ=15

2 C 、m=0.5kg ,μ=0.2

D 、m=1kg ,μ=0.2

5、(2004年全国Ⅲ)如图所示,两个用轻线相连的位

于光滑水平面上的物块,质量分别为m 1和m 2,拉力

F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F 1>F 2。

试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 。

6、(2005年全国Ⅲ)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有

两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B ,它们的质量分别为A m 、

B m ,弹簧的劲度系数为k ,

C 为一固定挡板。系统处于静止

状态。现开始用一恒力F 沿斜面方向拉物块A 使之向上运

动,求物块B 刚要离开C 时物块A 的加速度a 和从开始到

此时物块A 的位移d 。重力加速度为g 。

7、(2002年全国)蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60 kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m 高处。已知运动员与网接触的时间为 1.2s 。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g =10m/s 2)

8、(2004年全国Ⅰ)一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水

平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重合,如图。已知盘与

桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现

突然以恒定的加速度a 将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平

的且垂直于AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足

的条件是什么?(以g 表示重力加速度)

四、练习答案

1、将F 和G 都正角分解,根据牛顿第二定律F m

g m F mg a θθθθcos sin cos sin -=-=,B 正确。 2、设细杆与竖直方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律滑环做匀加速直线运动的加速度为a =gcos θ。

圆直径d ,由几何关系得细杆长 s=dcos θ。应用位移公式得

g

d g d a s t 2cos cos 22===θθ,即各滑环所用时间相等,D 正确。 3、A 、C 、D 中物体处于平衡状态。在B 中物体加速度竖直向下,处于失重状态。

4、由v -t 图可知4-6s ,物块匀速运动,有F f = F =2N 。在2-4s 内物块做匀加速运动,加速度a =2m/s 2,由牛顿第二定律ma =F -F f ,将F =3N 、Ff = 2N 及a 代入解得m =0.5kg 。由动摩擦力公式得4.010

5.02=?==mg F f

μ,正确答案为A 。 5、将m 1和m 2做为整体,由牛顿第二定律整体加速度为2121m m F F m F a +-==

,对m 1由牛顿第二定律有T F a m -=11,所以 2

1122111m m F m F m a m F T ++=-= 6、系统静止时弹簧的压缩量为1x ,由胡克定律和平衡条件得 1sin kx g m A =θ ①

用2x 表示物块B 刚要离开C 时弹簧的拉伸量,由胡克定律和牛顿第二定律得

2sin kx g m B =θ ② 2sin kx g m F a m A A --=θ ③

由②③式可得 A

B A m g m m F a θsin )(+-= 根据题意,21x x d += ,连立①②两式可得 k

g m m d B A θsin )(+= 7、运动员从h 1高处下落,刚接触网时速度大小 112gh v = (向下) ①

弹跳后到达的高度为h 2,刚离网时速度的大小 222gh v = (向上) ②

以a 表示加速度,△t 表示接触时间,则 t

v v t v v t v a ?+=?--=??=2112)( ③ 接触过程中运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg 。由牛顿第二定律,

ma mg F =- ④

由以上四式解得,t gh gh m mg F ?++=1

222 代入数值得 N F 3

105.1?= 8、小圆盘先在桌布上加速(位移S 1),后在桌面上减速(位移S 2),临界条件为

122

s l s -= (l 为桌面长度) 设抽出桌布的时间为t ,则21121gt s μ=

,gt v 11μ=,所以 2221221221222)(20gt g gt a v s μμμμ==-= 对桌布 21212at s l s =+=,即12212s at l -= 联立并化简得 g a 12

212μμμμ+= 即桌布加速度a 满足的条件是: a ≥

g 12

212μμμμ+ 五、2006年高考

1、(2006四川)2006年我国自行研制的“枭龙”战机04架在四川某地试飞成功。假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v 所需时间为t ,则起飞前的运动距离为

A 、vt

B 、2

vt C 、vt 2 D 、不能确定 分析:答案B 。2

vt t v S ==。 2、(2006全国Ⅰ)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0km 处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上

相差Δt =6.0s 。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v =13

km/s 。 答案:用t 1表示爆炸声直接传到观测者处所经时间,则有d =vt 1 ①

用t 2表示爆炸声经云层反射到达观测者处所经历时间,因为入射角等于反射角,故有 2(d 2

)2+h 2 =vt 2 ② 已知t 2-t 1=Δt ③ 联立①②③式,可得 h =12

(v Δt)2+2dv Δt =2.0×103m 3、(2006全国Ⅰ)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

答案:根据“传送带上有黑色痕迹”可知,煤块与传送带之间发生了相对滑动,煤块的加速度a

小于传送带的加速度a 0。根据牛顿定律,可得 a =μg

设经历时间t ,传送带由静止开始加速到速度等于v 0,煤块则由静止加速到v ,有

v 0=a 0t v =at

由于a

此后,煤块与传送带运动速度相同,相对于传送带不再滑动,不再产生新的痕迹。

设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中,传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ,有

s 0=12 a 0t 2+v 0t' s =v 022a

传送带上留下的黑色痕迹的长度 l =s 0-s

由以上各式得l = v 02(a 0-μg)2μa 0g

4、(2006年重庆)某同学用右图所示装置测量重力加速度g ,所用交流电频率为

50Hz 。在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点.所有测量

数据及其标记符号如下图所示。

该同学用两种方法处理数据(T 为相邻两计数点的时间间隔): 方法A :由g 1=(S 2-S 1)/T 2,g 2

=(S 3-S 2)/T 2,……g 5=(S 6-S 5)/T 2,取平均值g =8.667m/s 2; 方法B :由g 1=(S 4-S 1)/3T 2,g 2=(S 5-S 2)/3T 2,g 3=(S 6-S 3)/3T 2,取平均值g =8.673m/s 2。 从数据处理方法看,在S 1、S 2、S 3、S 4、S 5、S 6中,对实验结果起作用的,方法A 中有 ;方法B 中有 。因此,选择方法 (A

或B )更合理,这样可以减少实验的 (系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源有 (试举出两条)。

答案:在方法A 中S 2,S 3,S 4,S 5相互抵消,故对实验结果起作用的是S 1,S 6或37.5,193.5 。

而在方法B 中S 1,S 2,S 3,S 4,S 5,S 6或37.5,69.0,100.5,131.5,163.0,193.5对实验结果都起作用。选择方法B 更合理,这样可以减少实验的偶然误差。本实验误差的主要来源有阻力[空气阻力,或振针的阻力,或限位孔的阻力,或复写纸的阻力等],交流电频率波动,长度测量,数据处理方法等。

5、(2006年江苏物理)小球作直线运动时的频闪照片如图所示。

已知频闪周期 T = 0.1 s ,小球相邻位置间距(由照片中的刻度

尺量得)分别为 OA=6.51cm ,AB = 5.59cm , BC=4.70 cm , CD

= 3.80 cm ,DE = 2.89 cm ,EF = 2.00 cm. 小球在位置 A 时速度大小 v A = m/s ,小球运动的加速度 a = m/s 2

答案:OA-AB=0.92,AB-BC=0.89,BC-CD=0.90,CD-DE=0.91,DE-EF=0.89,说明小球做匀减

速直线运动,且ΔS=0.9。所以

1.0210)59.551.6(22

??+==-T OB v A =0.605m/s ,2T

S a ?== 0.9m/s 2

6、(2006广东)一个质量为kg 4的物体静止在足够大的水平地

面上,物体与地面间的动摩擦因数1.0=μ。从0=t 开始,物

体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F 作用,力F 随

时间的变化规律如图10所示。求83秒内物体的位移大小和力F

对物体所做的功。g 取2/10s m 。

注意:这种题应考虑是周期性问题

答案:在0—2s ,物体从静止开始做匀加速直线运动,根据

牛顿第二定律 =??-=-=4

1041.01211m mg F a μ2m/s 2

==111t a v 4m/s ,==21112

1t a S 4m 在2—4s ,物体开始做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律 24

1041.0422-=??--=-=m mg F a μm/s 2 , =+=2212t a v v 0,=-=2212222a v v S 4m 可见在每个4s 内物体的运动是相同的。故前82s 内的位移为41×4=164m ,最后1s 内的位移是

=+2212

1t a t v 3m 。83秒内物体的位移大小为 S=167m 。 83秒末物体的速度为 =+=t a t v v 212m/s

根据动能定理 )(2

12mgS mv W E W f k F μ--=-?==676J 7、(2006上海)质量为 10 kg 的物体在F =200 N 的水平推力作

用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,

与水平地面的夹角θ=37°.力F 作用2秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后,速度减为零.求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S 。 (已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10 m/s 2)

答案:在F 作用的2s 内,根据牛顿第二定律

m mg F mg F a )cos sin (sin cos 1θθμθθ+--= ①,111t a v = ②, 21112

1t a S = ③ 在撤去F 后,根据牛顿第二定律 θμθcos sin 2g g a --= ④,2210t a v += ⑤, 22221221t a t v S +

= ⑥ 物体的总位移 S 21S S += ⑦

由①②④⑤四式解得 =μ0.25 ⑧

根据①③④⑥⑦⑧各式解得 S =16.5m

六、应用型试题物理情景与物理过程的分析

(2006全国Ⅱ)一质量为m =40kg 的小孩子站在电

梯内的体重计上。电梯从t =0时刻由静止开始上升,在

0到6s 内体重计示数F 的变化如图所示。试问:在这段

时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g =

10m/s 2。

分析:

答案:0—2s ,小孩超重,由牛顿第二定律得

F 1-

G =ma 1 代入数据得 a 1=1m/s 2 S 1=2112

1t a =2m 111t a v ==2m/s 在2—5s ,小孩匀速。 S 2=v 1t 2=6m

在5—6s ,小孩失重,由牛顿第二定律得 F 3-G =ma 3 代入数据得 a 3= -2m/s 2

6s 末电梯刚好停住,则 S 3=4

4023212--=-a v v t =1m 在这段时间内电梯上升的高度是 S = S 1+ S 2+ S 3=9m

0 1 2 3 4 5 6 t/s

3

21233333133322212111211111t m 2/,,,,2/,,s 65s 52s 20S S S S G F t a t v S v v ma G F t v S v v t a v t a S ma G F ++=?→??→??????+===-=====-?→??????---???????→?????→?最后求解、、、已知量初速末速物理公式最后停止减速上升匀速上升

加速上升物理过程的阶段

物理过程物理情景匀速运动或匀变速运动电梯上称重

人教版高中物理必修一:《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 8.放在光滑水平面上的物体,在水平拉力F的作用下以加速度a运动,现将拉力F改为2F(仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a′.则 A.a′=a B.a<a′<2a C.a′=2a D.a′>2a 9.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则 A.物体始终向西运动 B.物体先向西运动后向东运动 C.物体的加速度先增大后减小 D.物体的速度先增大后减小 二、填空题 10.如图3所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动.两球间是一

牛顿第二定律典型计算题精选

牛顿第二定律典型计算题精选 一、无相对运动的隔离法整体法(加速度是桥梁) 典例1:如图所示,bc 是固定在小车上的水平横杆,物块M中心穿过横杆,M通过细线悬吊着小物块m,小车在水平地面上运动的过程中,M始终未相对杆bc 移动,M、m与小车保持相对静止,悬线与竖直方向夹角为α,求M受到横杆的摩擦力的大小及方向。 二、有相对运动的隔离法整体法(12F ma Ma =+合) 典例2:如图所示,质量为M 的斜劈放置在粗糙的水平面上,质量为m 1的物块用一根不可伸长的轻绳挂起,并通过滑轮与在光滑斜面上放置的质量为m 2的滑块相连。斜面的倾角θ,在m 1、m 2的运动过程中,斜劈始终不动。若m 1=1kg ,m 2=3kg ,θ=37°,斜劈所受摩擦力大小及方向?(sin37°=0.6,g =10m/s 2)

三、传送带(共速后运动研判) 典例3:如图所示,传送带与水平方向成θ=30°角,皮带的AB部分长L=3.25m,皮带以v=2m/s的速率顺时针方向运转,在皮带的A端上方无初速地放上一个 μ=,求: 小物体,小物体与皮带间的滑动摩擦系数/5 (1)物体从A端运动到B端所需时间; (2)物体到达B端时的速度大小. 四、有动力滑板(最大静摩擦力决定分离点) 典例4:如图,质量M=1kg的木板静止在水平面上,质量m=1kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2。现给铁块施加一个水平向左的力F,若力F从零开始逐渐增加,且木板足够长。试通过分析与计算,在图中做出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像。

高中物理 专题、牛顿第二定律(实验定律)

二、牛顿第二定律(实验定律) ◎知识梳理 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式: 理解要点: ①因果性:F 是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消合 失; ②方向性:a与都是矢量,,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻物体的加速度,是该时刻作用在该物体上的合外力。 ○4牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。 ◎例题评析 【例2】如图,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的? 【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系, 当a与v同向时,v增大;当a与v反向时,v减小;而a由合外力决定,所以 此题要分析v,a的大小变化,必须先分析小球的受力情况。 小球接触弹簧时受两个力的作用:向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段,重力大于弹力,小球合力向下,且不断变小(因为F合=mg-kx,而x增大),因而加速度减小(因为a=F/m),由于v方向与a同向,因此速度继续变大。 当弹力增大到大小等于重力时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。 之后,小球由于惯性继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,逐渐变大(因为F=kx-mg=ma),因而加速度向上且变大,因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点,以后将被弹簧上推向上运动。 综上分析得:小球向下压弹簧过程,F方向先向下后向上,先变小后交大;a方向先向下后向上,大小先变小后变大;v方向向下,大小先变大后变小。 【注意】在分析物体某一运动过程时,要养成一个科学分析习惯,即:这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程,中间是否存在转折点,如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点,以这个转折点分为两个阶段分析。 【例3】如图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上.,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 【分析与解答】

牛顿第二定律 提升计算

牛顿第二定律提升计算 1、如图所示,一个质量的物块,在的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成,假设水平面光滑,取重力加速度,,。(1)画出物体的受力示意图; (2)求物块运动的加速度大小; (3)求物块速度达到时移动的距离。 2、如图所示,质量为10kg的金属块放在水平地面上,在大小为100N,方向与水平成37°角斜向上的拉力作用下,由静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动.物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5.2s后撤去拉力,则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.g取10m/s2) 3、如图所示,长度l=2m,质量M=kg的木板置于光滑的水平地面上,质量m=2kg的小物块(可视为质点)位于木板的左端,木板和小物块间的动摩擦因数μ=0.1,现对小物块施加一水平向右的恒力F=10N,取 g=10m/s2.求: (1)将木板M固定,小物块离开木板时的速度大小; (2)若木板M不固定,m和M的加速度a1、a2的大小; (3)若木板M不固定,从开始运动到小物块离开木板所用的时间.

4、如图甲所示,t=0时,一质量为m=2kg的小物块受到水平恒力F的作用,从A点由静止开始运动,经过B点时撤去力F,最后停在C点.图乙是小物块运动的速度一时间图象.已知重力加速度g=l0m/s2,求: (1)从第Is末到第2s末,物体运动的距离; (2)恒力F的大小. 5、一质量为的小球用轻细绳吊在小车内的顶棚上,如图所示.车厢内的地板上有一质量为 的木箱.当小车向右做匀加速直线运动时,细绳与竖直方向的夹角为θ=30°,木箱与车厢地板相对静止. (空气阻力忽略不计,取g=10 m/s2) 求: (1)小车运动加速度的大小 (2)细绳对小车顶棚拉力的大小 (3)木箱受到摩擦力的大小 . 6、质量分别为m1和m2的木块,并列放置于光滑水平地面,如图所示,当木块1受到水平力F的作用时,两木块同时向右做匀加速运动,求: (1)匀加速运动的加速度多大? (2)木块1对2的弹力. 7、台阶式电梯与地面的夹角为θ,一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止,如图4-7所示.则当电梯以加速度a匀加速上升时,求:(1)人受到的摩擦力是多大?(2)人对电梯的压力是多大?

牛顿第二定律基础计算终审稿)

牛顿第二定律基础计算文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

牛顿第二定律基础计算 1、如图所示,光滑水平面上有一个质量m=7.0kg的物体,在 F=14N的水平力作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运 动.求: (1)物体加速度的大小; (2)5.0s内物体通过的距离. 2、如图所示,光滑水平面上,质量为5 kg的物块在水平拉力F=15 N的作用下,从静止开始向右运动。求: (1)物体运动的加速度是多少 (2)在力F的作用下,物体在前10 s内的位移 3、质量为2kg的物体,在水平拉力F=5N的作用下,由静止开始在水平面上运动,物体与水平面间的动摩擦因素为0.1,求: (1)该物体在水平面上运动的加速度大小。 (2)2s末时,物体的速度大小。 4、如图所示,质量为20Kg的物体在水平力F=100N作用下沿水平面做匀速直线运动,速度大小V=6m/s,当撤去水平外力后,物体在水平面上继续匀减速滑行3.6m后停止运动.(g=10m/s2)求: (1)地面与物体间的动摩擦因数;

(2)撤去拉力后物体滑行的加速度的大小. 5、一质量为2kg的物块置于水平地面上.当用10N的水平拉力F拉物块时,物块做匀速直线运动.如图所示,现将拉力F改为与水平方向成37°角,大小仍为10N,物块开始在水平地面上运动.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)求:(1)物块与地面的动摩擦因数; (2)物体运动的加速度大小. 6、如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向角,小球和车厢相对静止,球的质量为. 已知当地的重力加速度 ,,求: (1)车厢运动的加速度,并说明车厢的运动情况. (2)悬线对球的拉力. 7、如图所示,位于水平地面上质量为M的物块,在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面作加速运动,若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,求:(1)地面对木块的支持力; (2)木块的加速度大小. 8、如图所示,一个人用与水平方向成的力F=10N推一个静止 在水平面上质量为2kg的物体,物体和地面间的动摩擦因数为 0.25。(cos37o=0.8,sin37o=0.6, g取10m/s2)求:

(完整word版)质点系牛顿第二定律-分析

质点系牛顿第二定律的讨论 浙江邮电职业技术学院 徐超明 《中学物理》24卷第7期《质点系牛顿第二定律的简单应用》(简称吴文)讨论了质点系部分质点有相对加速度时的求解方法,提出了用质点系牛顿第二定律求解连接体要比隔离法简单。是的,吴文实际上将质点系的质点加速度在正交直角坐标系两个方向上进行分解,并整体列方程进行求解。 质点系牛顿第二定律可叙述为:质点系的合外力等于系统内各质点的质量与 加速度乘积的矢量和。即: F 合=m 1a 1+m 2a 2+m 3a 3+……+m n a n (1) 这里假定质点系中有n 个质点具有对地的相对加速度。 (上见吴文) 将(1)式再变形,可得: F 合-m 1a 1-m 2a 2-m 3a 3-……-m n a n =0 (2) 若令F 1’=-m 1a 1,F 2’=-m 2a 2,F 3’=-m 3a 3,……,F n ’=-m n a n 则 F 合+∑=n i 1F i ’=0 (3) 从(3)式可得:如果将第i 个质点的加速度效应用F i ’来代替,则就可以用 力合成的静力学方法来求解具有加速度的动力学问题,使质点系部分质点具有加速度的求解比吴文更简单。 值得注意的是F i ’为人为假设力,不是真实存在的,它没有施力体,其大小等于该质点质量与质点加速度的乘积,方向与加速度方向相反。 例1 如图1,质量为M 、倾角为α 的斜面静止在粗糙的水平面上,质量为m 的滑块沿M 粗糙的斜面以加速度a 下滑,求地面对M 的支持力和摩擦力。 图1 解:在M 、m 两质点组成的系统中,受到竖直向下的重力(M +m )g ;地

面对质点系的支持力N;F1’是质点m因具有加 速度a而转换成的假设力,其大小为ma,方向 与加速度a相反;f是地面对质点系的摩擦力, 如图2。 这样我们就可马上求得: f=F1’cosα=ma cosα N =(M+m)g-F1’sinα =(M+m)g-ma sinα图2 例2:如图3,静止在水平面上的木箱M 中央有一根竖直的杆,小环m沿杆有摩擦地以 加速度a下滑,求M对地面的压力的大小。 图3 解:在M、m两质点组成的系统中,受到重力 (M+m)g,地面对质点系的支持力N,质点m因 具有a加速度而添加的假设力ma,如图4。 则立即可得到: N =(M+m)g-ma 图4 例3:如图5,质量为M的木板可沿放在 水平面上固定不动、倾角为α的斜面无摩擦地滑 下。欲使木板静止在斜面上,木板上质量为m的 人应以多大的加速度沿斜面向下奔跑? 图5 解:在M、m两质点组成的系统中,受到竖 直向下的重力(M+m)g,斜面对质点系的支持力

高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解

高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解 实验:用控制变量法研究:a 与F 的关系,a 与m 的关系 一、牛顿第二定律 1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a 的方向与F 合的方 向总是相同。 2.表达式:F=ma 或 m F a 合 = 用动量表述:t P F ?=合 揭示了:① 力与a 的因果关系.... ,力是产生a 的原因和改变物体运动状态的原因; ② 力与a 的定量关系.... 3、对牛顿第二定律理解: (1)F=ma 中的F 为物体所受到的合外力. (2)F =ma 中的m ,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个 物体组成一个系统)做受力分析时,如果F 是系统受到的合外力,则m 是系统的合质量. (3)F =ma 中的 F 与a 有瞬时对应关系, F 变a 则变,F 大小变,a 则大小变,F 方向变a 也方向变. (4)F =ma 中的 F 与a 有矢量对应关系, a 的方向一定与F 的方向相同。 (5)F =ma 中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度. (6)F =ma 中,F 的单位是牛顿,m 的单位是kg ,a 的单位是米/秒2. (7)F =ma 的适用范围:宏观、低速 4. 理解时应应掌握以下几个特性。 (1) 矢量性 F=ma 是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。 (2) 瞬时性 a 与F 同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变,a 的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。 (3) 独立性 (力的独立作用原理) F 合产生a 合;F x 合产生a x 合 ; F y 合产生a y 合 当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在

牛顿第二定律计算题2汇总

1.(9分)如图所示为火车站使用的传送带示意图,绷紧的传送带水平部分长度L =4 m ,并以v0=1 m/s 的速度匀速向右运动。现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,g 取10 m/s2。 (1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端。 (2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,传送带速度的大小应满足什么条件? 2.(18分)如图所示,倾角α=30的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8m 、质量M= 3kg 的薄木板,木板的最右端叠放一质量m=lkg 的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=3 2.对木板施加沿斜面向上的恒力F ,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=l02 /m s . (1)为使物块不滑离木板,求力F 应满足的条件; (2)若F=37.5N ,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离. 3.如图所示,一质量为M =4 kg ,长为L =2 m 的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1,在此木板的右端上还有一质量为m =1 kg 的铁块,小铁块可视为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力.(g =10 m/ ) (1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6 N ,则小铁块经多长时间将离开木板? (2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块相对木板滑动且对地面的总位移不超过1.5 m ,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件?

高中物理牛顿第二定律经典例题

牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图3-2所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B点时,物体速度为零,然后被弹回,则以下说法正确的是: A、物体从A下降和到B的过程中,速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中,速率不断变大 C、物体从A下降B,以及从B上升到A的过程中,速 率都是先增大,后减小 D、物体在B点时,所受合力为零 的对应关系,弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点,以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚,同时对物 =0,体正确的受力分析,是解决本题的关键,找出AB之间的C位置,此时F 合 由A→C的过程中,由mg>kx1,得a=g-kx1/m,物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0,物体速度达最大。由C→B的过程中,由于mgf m′,(新情况下的最大静摩擦力),可见f m>f m′即是最大静摩擦力减小了,由f m=μN知正压力N减小了,即发生了失重现象,故物体运动的加速度必然竖直向下,所以木箱的运动情况可能是加速下降或减速上升,故A、B正确。另一种原因是木箱向左加速运动,由于惯性原因,木块必然向中滑动,故D 正确。 综合上述,正确答案应为A、B、D。 【例3】如图3-11所示,一细线的一端固定于倾角为45°度的光滑楔形滑块A 的顶端p处,细线的另一端栓一质量为m的小球,当滑块以2g的加速度向左运动时,线中拉力T等于多少? 【解析】当小球贴着滑块一起向左运动时,小球受到三个力作用:重力mg、线 中拉力T,滑块A的支持力N,如 图3-12所示,小球在这三个力作用 下产生向左的加速度,当滑块向左

初中升高中物理教材衔接知识点归纳总结13牛顿第二定律

衔接点13牛顿第二定律 1 【基础知识梳理】 1、牛顿第二定律的内容:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同. 2、牛顿第二定律的表达式:F=ma 3、牛顿第二定律的理解 (1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致 (2)瞬时性;加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失 (3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的 (4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果 2、牛顿第二定律解决实际问题 1.确定研究对象. 2.分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图. 3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位. 4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解. 3、超重和失重 超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为超重现象. 失重现象:当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重现象. 1.如图所示,质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂,A、B接触但无挤压。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g=10 m/s2)

A .12 N B .22 N C .25 N D .30N 【答案】A 【解析】剪断细线前,A 、B 间无压力,对A 受力分析,受重力和弹簧的弹力,根据平衡条件有: 21020A F m g ==?=N 剪断细线的瞬间,对整体分析,根据牛顿第二定律有: ()()A B A B m m g F a m m =+-+ 代入数据得整体加速度为:6a =m/s 2 隔离对B 分析,根据牛顿第二定律有:B B m g N m a -= 代入数据解得:12N =N ,故A 正确,BCD 错误。故选A . 2.如图所示,小球从轻弹簧正上方无初速释放,从小球开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度和所受的合力的变化是 A .合力变大,加速度变小,速度变小 B .合力与加速度逐渐变大,速度逐渐变小 C .合力与加速度先变小后变大,速度先变大后变小 D .合力、加速度和速度都是先变大后变小 【答案】C 【解析】小球与弹簧接触后,受重力和弹力作用,开始重力大于弹力,合力方向向下,则加速度方向向下,向下做加速度减小的加速运动,当重力和弹力相等后,弹力大于重力,合力方向向上,加速度方向向上,与速度方向相反,做加速度逐渐增大的减小运动。所以合力和

牛顿第二定律计算题

牛顿第二定律计算题(难度) 1.(17分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为 1m 和2m ,各接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g 。 (1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小; (2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小范围; (3)本实验中, 1m =0.5kg , 2m =0.1kg , μ=,砝码与纸板左端的距 离d=0.1m ,取g=102 /m s 。 若砝码移动的距离超过l =0.002m ,人眼就能感知。 为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大 2.如图所示,竖直光滑的杆子上套有一滑块A,滑块通过细绳绕过光滑滑轮连接物块B,B 又通过一轻质弹簧连接物块C ,C 静止在地面上。开始用手托住A,使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力,现将A 由静止释放,当速度达到最大时,C 也刚好同时离开地面,此时B 还没有到达滑轮位置.已知:m A =, m B =1kg, m c =1kg ,滑轮与杆子的水平距离L=。试求: (1)A 下降多大距离时速度最大 (2)弹簧的劲度系数 (3)的最大速度是多少 3.如图甲所示,平板小车A 静止在水平地面上,平板板长L=6m ,小物块B 静止在平板左端,质量m B = 0.3kg ,与A 的动摩擦系数μ=,在B 正前方距离为S 处,有一小球C ,质量m C = 0.1kg ,球C 通过长l = 0.18m 的细绳与固定点O 相连,恰当选择O 点的位置使得球C 与物块B 等高, 且C 始终不与平板A 接触。在t = 0时刻,平板车A 开始运动,运动情况满足如图乙所示S A – t 关系。若BC 发生碰撞,两者将粘在一起,绕O 点在竖直平面内作圆周运动, 并能通过O 点正上方的最高点。BC 可视为质点,g = 10m/s 2 , 求:(1)BC 碰撞瞬间,细绳拉力至少为多少 (2)刚开始时,B 与C 的距离S 要满足什么关系 4.如图所示为某钢铁厂的钢锭传送装置,斜坡长为L =20 m ,高为h =2 m ,斜坡上紧排着一排滚筒.长为l =8 m 、质量为m =1×103 kg 的钢锭ab 放在滚筒上,钢锭与滚筒间的动摩擦因数为μ=,工作时由电动机带动所有滚筒顺时针匀速转动,使钢锭沿斜坡向上移动,滚筒边缘的线速度均为v =4 m/s.假设关闭电动机的瞬时所有滚筒立即停止转动,钢锭对滚筒的总压力近似等于钢锭的重力.取当地的重力加速度g =10 m/s2.试求: (1)钢锭从坡底(如上图示位置)由静止开始运动,直到b 端到达坡顶所需的最短时间; (2)钢锭从坡底(如上图示位置)由静止开始运动,直到b 端到达坡顶的过程中电动机至 C B A L S O 图甲 3 S A t 12 图乙

高中物理牛顿第二定律说课稿

牛顿第二定律说课稿 尊敬的各位评委老师: 上午好!我是8号考生。我今天说课的内容是《牛顿第二定律》。围绕本节内容我将从教材分析、学情分析、教学目标、重点与难点、教法与学法、教学过程及板书设计等几个方面来进行阐述。 一、教材分析 首先我来分析一下本节内容在教材中的地位与作用。《牛顿第二定律》是人教版高中物理必修一第四章第三节的内容。本教材将牛顿第二定律的探究实验和公式表达分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系在一起,使前三章构成一个整体,是联系力与运动的桥梁,因此,牛顿第二定律是动力学的核心规律,也是牛顿运动定律的中心内容,本节内容的教学在整个物理教学中处于至关重要的地位。 二、学情分析 为了教师能够更好的把握课堂情况,适时加以引导,使教学做到有的放矢,我们还必须切实了解学生的基本情况。本节课的教学对象是高一年级的学生,该阶段的学生好奇、善问,创造意识强烈,并具备了较高的逻辑推理能力,对物理实验和多媒体展示的各种物理现象具有浓厚的兴趣,会产生探究其本质的愿望。 三、教学目标 根据本教材的结构和内容分析,结合当前学生的心理特点及现有知识水平,我设定了以下的三维教学目标:?知识与技能: 1、掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式; 2、理解公式中各物理量的意义及相互因果关系; 3、知道国际单位制中力的单位“牛顿”的定义; 4、会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。 ?过程与方法: 以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律; ?情感态度与价值观: 1、通过实验探究,渗透物理方法的教育,培养学生分析问题、解决问题的能力; 2、从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用,让学生体验成功的喜悦,树立学好物理学科的信心。 四、教学的重、难点 透过教学目标不难看出本节课的重点与难点。 1.教学重点:正确理解牛顿第二定律的内容及其表达式。 2.教学难点:正确应用牛顿第二定律来解决一些简单的实际问题。 五、说教法、学法 为了突出本堂课的重点,突破其难点,使学生能够达到本节内容设定的教学目标,我将采用以下的教学方法: 1、情境教学法:情境引入,激发学生的学习兴趣,让学生认识到物理来源于生活; 2、直观演示法:通过插图、实验、多媒体课件等直观教学手段,真实呈现实验现象,使物理情景具体化、形象化,给学生以直观的感受,加深学生的印象,促进学生对知识的掌握; 3、实验探究法:用问题引导学生进行实验探究,学生进行分组实验、设计实验方案,充分发挥学生的主动性; 4、集体讨论法:针对学生提出的问题,组织学生进行集体和分组讨论,促使学生在学习中解决问题,培养学生团结协作的精神。 通过以上的教法、学法,使学生实现从“学会”到“会学”、从“要我学”到“我要学”的转变,让学生真正成为课堂的主体。 六、教学过程

牛顿第二定律计算题专题训练

物理学业水平测试计算题考前强化训练 1、质量为2kg 的物体,静止放在光滑的水平面上,在8N 的水平拉力作用下, (1)物体运动的加速度为多少 (2)经5s 物体运动了多远5s 末的速度是多大 2、一辆汽车的总质量是×103 kg ,牵引力是×103 N ,从静止开始运动,经过10s 前进了40m ,求汽车受到的阻力。 3.如图所示,质量m = 2kg 的物体原静止在水平地面上,它与地面间的动摩擦因数为μ=,一个沿水平方向的恒力F = 12N 作用在这个物体上,(g 取10m/s 2 )求: (1)物体运动的加速度多大 (2)开始运动后3s 内物体发生的位移x 的大小是多少 (3)开始运动后3s 末物体的速度是多大拉力的瞬时功率多大 4、质量为2kg 的物体,静止放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为,当受到8N 的水平拉力作用时, (1)物体运动的加速度为多少 (2)经5s 物体运动了多远5s 末的速度是多大 (3)5s 末撤去拉力,求8s 末的速度是多大 (4)5s 末撤去拉力,则再经10s 的位移是多大 5、一辆载重汽车重104 kg ,司机启动汽车,经5s 行驶了15m 。设这一过程中汽车做匀加速直线运动,已知汽车所受阻力f =5×103 N ,取g=10m/s 2 ,求: (1)汽车在此过程中的加速度大小; (2)汽车发动机的牵引力大小。 6、质量为1kg 的物体放在水平面上,它与水平面的动摩擦因素为 , 若该物体受到一个水平

方向的、大小为5N的力的作用后开始运动,则(1)物体运动的加速度是多大(2)当它的速度达到12m/s时,物体前进的距离是多少 ? 7、如图所示,质量为60kg的滑雪运动员,在倾角 为30°的斜坡顶端,从静止开 始匀加速下滑90m到达坡底,用时10s.若g取10m/s2,求⑴运动员下滑过程中的加 速度大小;⑵运动员到达坡底时的速度大小;⑶运动员受到的合外力大小. 8、一架老式飞机在高出地面0.81km的高度,以×102km/h的速度水平飞行。 (1)飞机上投下的炸弹经多少时间落在指定的目标上 (2)为了使飞机上投下的炸弹落在指定的目标上,应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹(g取9.8m/s2,不计空气阻力) 9.一小球在某高处以v0=10m/s的初速度被水平抛出,落地时的速度v t=20m/s,不计空气阻力,求: (1) 小球被抛出处的高度H和落地时间t (2)小球落地点与抛出点之间的距离s (3) 小球下落过程中,在何处重力势能与动能相等 10.用一根长为l的轻质不可伸长的细绳把一个质量为m的小球悬挂在点O,将小球拉至与悬点等高处由静止释放,如图所示。求: (1)小球经过最低点时的速度大小;(2)小球经过最低点时,细绳的拉力F。 O l v m

新课标初中升高中衔接-物理:牛顿第二定律

第二节牛顿第二定律 一、牛顿第二定律

正交分解后,列出方程F x =ma ,F y =0. ①特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速 度a .根据牛顿第二定律????? F x =ma x F y =ma y 及F =F 2x +F 2y 求合外力. 例题1.下列对牛顿第二定律的表达式F =ma 及其变形公式的理解,正确的是( ) A .由F =ma 可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比 B .由m =F a 可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比 C .由a =F m 可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比 D .由m =F a 可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力求出 【参考答案】CD 【试题解析】a =F m 是加速度的决定式,a 与F 成正比,与m 成反比;F =ma 说明力是产生加速度的原因,但不能说F 与m 成正比,与a 成正比;质量是物体的固有属性,与F 、a 皆无关. 例题2.力F1作用在物体上产生的加速度a 1=3 m/s 2,力F 2作用在该物体上产生的加速度a 2=4 m/s 2,则F 1和F 2同时作用在该物体上,产生的加速度的大小可能为( ) A .7 m/s 2 B .5 m/s 2 C .1 m/s 2 D .8 m/s 2 【参考答案】ABC 【试题解析】加速度a 1、a 2的方向不确定,故合加速度a 的范围为|a 1-a 2|≤a ≤a 1+a 2,即1 m/s 2≤a ≤7 m/s 2,故 A 、 B 、 C 项符合题意 例题3.如图所示,一质量为8 kg 的物体静止在粗糙的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,用一水平力F =20 N 拉物体由A 点开始运动,经过8 s 后撤去拉力F ,再经过一段时间物体到达B 点停止. 求:(g =10 m/s 2) (1)在拉力F 作用下物体运动的加速度大小; (2)撤去拉力时物体的速度大小; (3)撤去拉力F 后物体运动的距离. 【参考答案】(1)0.5 m/s 2 (2)4 m/s (3)4 m 【试题解析】(1)对物体受力分析,如图所示竖直方向mg =F N 水平方向,由牛顿第二定律得F -μF N =ma 1

高中物理必修一知识讲解 牛顿第二定律 提高(两篇)

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.

牛顿第二定律基础计算

牛顿第二定律基础计算 1、如图所示,光滑水平面上有一个质量m=的物体,在F=14N的水平力 作用下,由静止开始沿水平面做匀加速直线运动.求: (1)物体加速度的大小; (2)内物体通过的距离. 2、如图所示,光滑水平面上,质量为5 kg的物块在水平拉力F=15 N的作 用下,从静止开始向右运动。求: (1)物体运动的加速度是多少 (2)在力F的作用下,物体在前10 s内的位移 3、质量为2kg的物体,在水平拉力F=5N的作用下,由静止开始在水平面上运动,物体与水平面间的动摩擦因素为,求: (1)该物体在水平面上运动的加速度大小。 (2)2s末时,物体的速度大小。 4、如图所示,质量为20Kg的物体在水平力F=100N作用下沿水平面做匀速直线运动,速度大小V=6m/s,当撤去水平外力后,物体在水平面上继续匀减速滑行后停止运动.(g=10m/s2)求: (1)地面与物体间的动摩擦因数; (2)撤去拉力后物体滑行的加速度的大小.

5、一质量为2kg的物块置于水平地面上.当用10N的水平拉力F拉物块时,物块做匀速直线运动.如图所示,现将拉力F改为与水平方向成37°角,大小仍为10N,物块开始在水平地面上运动.(sin 37°=,cos 37°=,g取10m/s2)求: (1)物块与地面的动摩擦因数; (2)物体运动的加速度大小. 6、如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向角,小球和车厢相对静止,球的质量为. 已知当地的重力加速度 ,,求: (1)车厢运动的加速度,并说明车厢的运动情况. (2)悬线对球的拉力. 7、如图所示,位于水平地面上质量为M的物块,在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面作加速运动,若木块与地面之间的动摩擦因数为μ,求: (1)地面对木块的支持力; (2)木块的加速度大小. 8、如图所示,一个人用与水平方向成的力F=10N推一个静止在水平 面上质量为2kg的物体,物体和地面间的动摩擦因数为。(cos37o=, sin37o=, g取10m/s2)求: (1)物体的加速度;

怎样在非惯性系中运用牛顿第二定律求解物理问题

怎样在非惯性系中运用牛顿第二定律求解物理问题 新课程物理必修1-1在74页给同学们介绍了惯性系和非惯性系。区分惯性系和非惯性系就在于分清坐标系的加速度是否等于零。如果某个参考系的加速度为零,则该参考系就是惯性系,在惯性系内,对研究对象而言,牛顿定律成立;如果某个参考系的加速度不为零,则该参考系就是非惯性系,在非惯性系内,对研究对象而言,牛顿定律不成立;而如果我们假设研究对象除了受到其它的力以外,还受到一个惯性力()的作用,则在该非惯性系内,对研究对象就可以用牛顿定律进行求解了。下面我们举一个例题进行具体分析。 如图1,一个质量为m 的光滑小球,置于升降机内倾角为θ的斜面上。另一个垂直于斜 面的挡板同小球接触,挡板和斜面对小球的弹力分别为1 N 和2N 。起初,升降机静止,后来,升降机以a 向上加速运 动。试求: 升降机静止和以a 加速运动这两种情况下,挡板和斜 面对小球的弹力分别为多少? 解:方法一:在惯性系中运用牛顿第二定律, 我们首先对小球进行受力分析,如图2,得到: 建立平面直角坐标系,如图2,得到: ma mg N N =-+θθcos sin 21 θθsin cos 21N N = 解,得到: θsin )(1a g m N += θcos )(2a g m N += 方法二: 从另一种角度来说,本题中如果以电梯为参考 系(非惯性参考系),则小球处于静止状态,其受力情况处于 平衡状态。小球的受力情况如图3所示,则(其中,* f 为惯 性力的大小): *21cos sin f mg N N +=+θθ θθsin cos 21N N = ma f =* 解,得到: θsin )(1a g m N +=

牛顿第二定律计算题(专题训练)

1、如图所示,A、B两物体的质量之比为2:1,在平行于固定斜面的推力F的作用下,一起沿斜面向上做匀速 直线运动,A、B间轻弹簧的劲度系数为k,斜面的倾角为θ,求下面两种情况下,弹 簧的压缩量? (1)斜面光滑; (2)斜面粗糙,A、B与斜面间的摩擦因数都等于μ. 2、“辽宁号”航母在某次海试中,歼15舰载机降落着舰后顺利勾上拦阻索,在甲板上滑行s=117m停下。设舰载机勾上拦阻索后的运动可视为做匀减速直线运动,航母始终保持静止。已知飞机的质量m=3 x104kg,勾上拦阻索时的速度大小V 0=78m/s,求: (1)舰载机勾上拦阻索后滑行的时间t; (2)舰载机滑行过程所受的总阻力f。 3、如图甲,在水平地面上,有一个质量为4kg的物体,受到在一个与水平地面成37°的斜向右下方F=50N的推力,由静止开始运动,其速度时间图象如图乙所示. (g=10N/kg , sin370=0.6, cos370=0.8.)求: (1)物体的加速度大小; (2)物体与地面间的动摩擦因数。 4、如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为,弹簧的劲度条数为K,C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动.求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d(重力加速度为g)。 5、质量为m=lkg的物体在平行于斜面向上的拉力 F的作用下从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动,一段时 间后撤去拉力F,其向上运动的v-t图象如图所示,斜面固定不动,与水平地面的夹角 ().求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数(2)拉力F的大小.(3) 物体沿斜面向上运动的最大距离 6、如图所示,A、B质量分别为mA=1kg,mB=2kg,A与小车壁的动摩擦因数为0.5,B与小车间的摩擦不计,要使小车向左加速时B与小车保持相对静止,求小车的加速度大小应满足什么条件?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留2位有效数字)

牛顿第二定律(计算题)

牛顿运动定律的应用训练 1、如图所示,质量为mB=14kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=10kg的木箱A在木板B 上。一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平面的夹角为=37°。 已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4。重力加速度g取10m/s2。现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)绳上张力T的大小;(6分) (2)拉力F的大小。(6分) 2、(20分)一上表面粗糙的斜面体放在光滑的水平地面上,斜面的倾角为θ。若斜面固定,另一质量为m的滑块恰好能沿斜面匀速下滑。若斜面不固定,而用一推力F作用在滑块上,可使滑块沿斜面匀速上滑,若同时要求斜面体静止不动,就必须施加一个大小为P= 4mgsinθcosθ的水平推力作用于斜面体。求满足题意的这个力F的大小和方向。 3、(8分)如图所示,在水平粗糙横杆上,有一质量为m的小圆环A,用一细线悬吊一个质量为m的球B。现用一水平拉力缓慢地拉起球B,使细线与竖直方向成370角,此时环A仍保持静止。 求:(1)此时水平拉力F的大小 (2)环对横杆的压力及环受到的摩擦力 4、如图所示,质量为,倾角为的斜面体(斜面光滑且足够长)被固定在水平地面上,斜面顶端与劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放,物块在斜面上做简谐振动,重力加速度为。

(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度; (2)求弹簧的最大伸长量 5、如图所示,在倾角的斜面上有一物块,物块的重力G=40N,现有一水平推力F作 用在物块上。(已知:)问: (1)若斜面对物块的摩擦力恰好为0,求此时推力F的大小? (2)若当F=20N时,物块恰好沿斜面向下做匀速直线运动,求斜面与物块间的动摩擦因数?(结果保留两位有效数字) (3)若在以上动摩擦因数不变的情况下,欲使用物块沿斜面向上做匀速直线运动,求推力F 的大小?)(结果保留两位有效数字) 6、如图所示,质量为m=1 kg的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上,斜面的末端B与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上传送带时无能量损失),传送带的运行速度为v0=3 m/s,长为L=1.4 m;今将水平力撤去,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同.滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25,取g=10 m/s2,求: (1)水平作用力F的大小; (2)滑块下滑的高度; 7、如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,求: (1)小球通过最高点A时的速度vA. (2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.

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