牛顿第二定律(高宝新)

三、用牛顿第二定律解题的方法和步骤
1、明确研究对象（隔离或整体）
2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图 3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合 4、列方程求解
①物体受两个力： 合成法 F合 ma
②物体受多个力： 正交分解法
Fx ma （沿加速度方向） F y 0 （垂直于加速度方向）
A、因果关系：公式F=ma表明，只要物体所受合力不为零，物体就产生加速度，即力是产生加速度的
。
3、关于运动和力，正确的说法是（
）
5、牛二律只适用于惯性参考系 。 A、物体速度为零时，合外力一定为零
【解析】讲一个量与某个量成正比或与某个量成反比潜在意思是这个量由其它几个量决定。 2、理解公式中各物理量的意义及相
数学公式
比，加速度的方向与合外力
4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。 物体作曲线运动，说明物体所受的合外力一定不为0，但合外力不一定是变力，可以是恒力。
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而求得。 关的计算
B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比， 与其运动的加速度成反比；
达标测评：
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（ C）D
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的合外力成正比， 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的合外力成正比， 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 它所受到的合外力而求得。
用时，每个力各自独
立地使物体产生一个

A.25m/s2B.5m/s2C.10m/s2D.0.5m/s2
10﹑如图所示，传送带装置保持1m/s的速度水平向右平移，现将一质量m=0.5kg的物体从离皮带很近的a点，轻轻的放上，设物体与皮带间的摩擦因数μ=0.1，a、b间的距离L=2.5m，则物体从a点运动到b点所经历的时间为：( C )
A. s B. s C.3s D.2.5s
A．x1一定等于x2B．x1一定大于x2
C．若m1>m2，则x1>x2D．若m1<m2，则x1＜x2
【解析】F竖直向上时，有 ，F水平向右时，有 ，解得 ，故只有 选项A正确。
15．如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。已知这名消防队员的质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到 地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，g取l0m/s2，那么该消防队员( C )
18.如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是(A)
A. B.
C. －(m＋M)gD. ＋(m＋M )g
[解析] 对整个系统应用牛顿第二定律：F－(M＋m)g＝(M＋m)a①
对M应用牛顿第二定律：2f－Mg＝Ma②由①②联立可得：F＝ ，故A正确．
B． 作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速
C．作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速
D．作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可 能使物体减速
[解析] 摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)，而物体间的相对运动与物体的实际运动无关．当摩擦力 的方向与物体的运动方向一致时， 摩擦力是动力，方向相反时为阻力，故C、D项正确．

牛顿第二定律及其应用上海市金陵中学：范世民我们在学习力的过程中深感有两种力——弹力和静摩擦力有时难以分析确定，这绝不是我们没有学好或质疑我们的能力，当我们掌握了牛顿第二定律后，你的困惑就会迎忍而解！一、牛顿第二定律牛顿通过大量定量实验研究总结出：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向和合外力的方向相同。

这就是牛顿第二定律。

其数学表达式为： m F k a '=；或a m k F ⋅= 牛顿第二定律是描述力的作用效果的，在使用过程中，建议关注如下“五性”：1、单位统一性：只有选用质量的单位为千克、加速度的单位为米/秒2、力的单位为牛顿（使1千克的物体产生1米/秒2的加速度的力规定为1牛顿）时，上式中的比例系数k 才是1，故使用F=ma 时，单位一定要统一在SI 制中。

2、矢量性：合外力F 是使物体产生加速度a 的原因，反之，a 是F 产生的结果，故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致，反之亦然。

应用牛顿第二定律列方程前务必选取正方向。

3、等值不等质性：虽然ma=F ，但ma 不是力，而是反映物体状态变化情况的；虽然a F m /=，但a F /仅仅是度量物体质量大小的方法，m 与F 或a 无关。

例题1、如图所示的小车上装有轻质杆ABC ，当小车以加速a 水平向左运动时杆C 端对小球的作用力为：A ．maB ．mg/sin θC ．mg/cos θD ．22g a m +【解析】小球受竖直向下的重力和杆对小球的弹力（方向不一定沿杆）作用，据牛顿第二定律的等值性和矢量性知：这两个力的合力大 小等于ma ，方向水平向左，由力的合成法则知D 对．4、瞬时性：物体的加速度与其受到的合外力时刻对应，没有先后之分，只要合外力发生突变，物体的加速度就会发生突变，但速度不能突变。

例题2、一个小孩在蹦床上作游戏，他从高处落到蹦床后又被弹起到原来高度。

小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图所示，图中oa 段和cd 段为直线，abc 为曲线，则根据此图象可知：（ ）A 、t 1时刻小孩开始和蹦床相接触B 、t 2~t 4时间内蹦床形变越来越大C 、小孩和蹦床接触的时间为t 1~t 5D 、t 3时刻蹦床形变量最大 解析：小孩在落到蹦床前的过程中，做自由落体运动，对应于图中o ~t 1段；小孩落到蹦床后，开始，重力大于弹力，小孩加速下降，但因弹力逐渐增大，小孩受到的合力逐渐减小，故加速度逐渐减小直到零，速度达最大，对应于图中t 1~t 2段；随后，弹力继续增大，合力向上增大，小孩做加速度逐渐增大的减速运动，直到加速度最大而速度为零，对应于图中t 2~t 3段；继续分析，不难得出A 、C 、D 对。

04
实验：验证牛顿第二定律
实验目的
验证牛顿第二定律，即物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反 比。
学习并掌握利用控制变量法进行实验的方法。
培养实验操 • 光电计时器 • 滑块 • 砝码 • 天平 • 细线 • 弹簧测力计
实验步骤
1. 准备实验器材
牛顿第二定律在工程技术和日常生活 中有着广泛的应用，如机械设计、航 空航天、体育运动等领域。
02
牛顿第二定律与运动学公式的 关系
牛顿第二定律与运动学公式的联系
牛顿第二定律（F=ma）描述了物体所受合外力与其加速度之间的关系，是动力学 的基本定律。
运动学公式则描述了物体运动状态（位置、速度、加速度等）随时间变化的关系， 是运动学的基本规律。
牛顿第二定律的局限性
01
高速运动
当物体接近光速时，牛顿第二定律不再适用，因为此时需要考虑相对论
效应，如质量增加、时间膨胀等。
02
微观领域
在微观领域，如原子、分子等粒子的运动中，牛顿第二定律的适用性受
到限制。此时需要用量子力学等更精确的理论来描述粒子的运动规律。
03
强引力场
在强引力场中，如黑洞附近或宇宙大爆炸等极端条件下，牛顿第二定律
运动学公式是描述物体运动状态的数 学表达式，不涉及力的概念，只关注 位置、速度、加速度等运动学量。
牛顿第二定律在运动学中的应用
通过牛顿第二定律可以求解物体在已知 力作用下的加速度，进而利用运动学公 式预测物体未来的运动状态（如位置、
速度等）。
在分析复杂运动时，可以将物体的运动 分解为多个简单运动，分别应用牛顿第
分析市场供求关系，预测价格变化。当市场需求增加 时，相当于给市场价格一个向上的力，根据牛顿第二 定律，价格将加速上涨；反之，当市场供应增加时， 相当于给市场价格一个向下的力，价格将加速下跌。