第8讲 牛顿第二定律叠加

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》知识点讲解高考一步步临近，考生们对于物理是否还有所不熟，今天物理网的编辑为考生们带来的高考物理原理知识点：牛顿第二定律，希望给大家以帮助。

对于此次太空授课，是我国利用载人航天飞行普及航天知识的一次尝试。

授课内容主要是介绍失重条件下物体运动的特点、液体表面张力的作用，加深学生们对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。

目的是向中小学生传递航天科学知识，进一步激发广大青少年对宇宙空间的向往、对学习科技知识的热情。

牛顿第二定律的定义物体的加速度跟物体所受的合外力F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。

牛顿第二定律的公式F=ma，F表示物体受到的合外力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

根据牛顿第二定律，规定国际单位制中力的单位牛顿(简称牛，符号是N)为：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即1N=1kgm/s2。

牛顿第二定律的六个性质(1)因果性：力是产生加速度的原因。

若不存在力，则没有加速度。

(2)矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。

牛顿第二定律物理表达式F=ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。

根据他的矢量性可以用正交分解法讲力合成或分解。

(3)瞬时性：当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的.大小或方向也要同时发生突变;当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。

牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。

(4)相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。

地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。

(5)独立性：物体所受各力产生的加速度，互不干扰，而物体的实际加速度则是每一个力产生加速度的矢量和，分力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵循牛顿第二定律。

《牛顿第二定律的应用》讲义一、牛顿第二定律的基本内容牛顿第二定律是经典力学中的重要定律，它指出：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

用公式表示为：F ＝ ma，其中 F 表示合外力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

这个定律是力学中的核心定律之一，它将力、质量和加速度这三个重要的物理量联系在了一起，为我们分析和解决物体的运动问题提供了有力的工具。

二、牛顿第二定律在直线运动中的应用1、匀变速直线运动当物体在一条直线上受到恒定的合外力作用时，将做匀变速直线运动。

例如，一个质量为m 的物体在水平方向受到一个大小为F 的拉力，且摩擦力可以忽略不计，那么根据牛顿第二定律，物体的加速度 a ＝F/m。

如果已知物体的初速度 v₀和运动时间 t，就可以通过运动学公式求出物体在 t 时刻的速度 v ＝ v₀＋ at，以及在这段时间内的位移 x ＝v₀t ＋ 1/2at²。

2、自由落体运动自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动，物体只在重力作用下下落。

此时，物体的合外力就是重力 G ＝ mg，加速度为重力加速度 g。

利用牛顿第二定律和运动学公式，可以求出物体下落的速度和位移随时间的变化规律。

三、牛顿第二定律在曲线运动中的应用1、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

在竖直方向，物体受到重力作用，加速度为 g；在水平方向，物体不受力，做匀速直线运动。

通过牛顿第二定律和运动学公式，可以分别求出水平和竖直方向的位移、速度等物理量。

2、圆周运动在匀速圆周运动中，物体的加速度方向始终指向圆心，称为向心加速度。

向心加速度的大小 a ＝ v²/r ＝ω²r，其中 v 是线速度，r 是圆周运动的半径，ω 是角速度。

根据牛顿第二定律，物体所受的合外力提供向心力，F ＝ ma ＝ mv²/r ＝mω²r。

叠块问题一、叠放滑块的问题已知A 滑块和B 木板的质量分别为A m 和B m ，静止叠放在水平面上，A 和B 之间的动摩擦系数是1μ，B 与地面之间的动摩擦系数是2μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

1．当水平作用力施加在下面的木板上的情况由图可知，滑块和木板之间的最大静摩擦力为11A f m g μ=，地面对木板的最大静摩擦力为22A B ()f m g m g μ=+。

物理过程分析：当F 较小时，A 和B 一起保持静止；当F 增加时，A 和B 保持相对静止，并且一起向右加速运动；当继续增加F 时，存在一个临界值(定义为1F )，A 相对于B 向左滑动， A 的加速度由滑块和木板之间的最大静摩擦力（11A f m g μ=）提供，此时，以A 和B 为研究对象时，可以计算12A B A B 1()()F m m g m m g μμ=+++（受力分析如图）。

滑块和木板的运动状态分类如下： （1）当水平拉力20F f <≤，A 和B 保持静止状态，且他们之间的静摩擦力为零。

（2）当水平拉力21f F F <≤时，A 和B 保持相对静止，一起向右加速运动，此时可以把A 和B 看成一个整体，对整体的受力分析可以计算出共同的加速度a=（3）当水平拉力1F F >，A 的加速度小于B 的角速度，A 相对于地面向右做匀加速运动（A 1a g μ=）；而B 相对于地面也向右做匀加速运动a=知识点要点一牛顿第二定律-叠块2．当水平作用力施加在上面的木快上的情况当外力F 作用在上面的滑块时，需要考虑木板B 是否能不拉动，也主要取决于A 滑块对B 木板的摩擦力的大小。

滑块A 对木板B 的最大静摩擦力为11A f m g μ=，地面对木板的最大静摩擦力为22A B ()f m g m g μ=+。

下面对滑块和木板的运动状态分类讨论：（1）当12f f < ，则无伦多大的水平力作用在滑块上，都不能使木板B 动起来，B 始终处于静止状态，此时，滑块的A 的运动状态取决于F 的大小，当1F f ≤时，滑块A 处于静止，当1F f >时，滑块A 向右做加速运动。

牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中最基本、最重要的定律之一。

它描述了物体所受力与物体运动状态之间的关系。

根据牛顿第二定律，物体的加速度与施加在物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。

本文将详细介绍牛顿第二定律的原理、公式及其应用。

一、定律的原理牛顿第二定律的原理可以总结为以下公式：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。

该公式表明，一个物体所受的力越大，其加速度也越大；而物体的质量越大，则所受的力对其产生的加速度越小。

二、公式的推导牛顿第二定律的公式可以通过以下推导得到：首先，我们知道力的定义可以表示为：F = dp/dt其中，F表示力，p表示物体的动量，t表示时间。

根据动量的定义，我们有：p = mv其中，m表示物体的质量，v表示物体的速度。

对动量求导数得到：dp/dt = m(dv/dt) + v(dm/dt)将dp/dt代入力的定义中，得到：F = m(dv/dt) + v(dm/dt)由于质量m在运动过程中一般保持不变，所以dm/dt为0，上式可以简化为：F = m(dv/dt)根据加速度的定义a = dv/dt，上式可以再次简化为：F = ma三、应用举例牛顿第二定律可以应用于各种场景中，以下是几个常见的例子：1. 自由落体运动当物体在重力作用下自由下落时，其受到的合力仅为重力，根据牛顿第二定律，物体的加速度与重力之间满足：F = mg = ma其中，m表示物体的质量，g表示重力加速度，上式可以简化为：a = g这就是为什么在自由落体运动中，所有物体的加速度都相等且为重力加速度的原因。

2. 匀速圆周运动在匀速圆周运动中，物体受到向心力的作用，根据牛顿第二定律，向心力与物体的质量、向心加速度之间满足：F = mv²/r = ma其中，m表示物体质量，v表示物体在圆周上的速度，r表示圆周半径，上式可以简化为：v²/r = a这说明向心加速度与速度的平方成正比，与圆周半径的倒数成正比。

《牛顿第二定律的应用》讲义牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一，它揭示了物体的加速度、质量和作用力之间的关系。

在物理学的众多领域以及实际生活中，牛顿第二定律都有着广泛而重要的应用。

一、牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式为：F ＝ ma ，其中 F 表示作用在物体上的合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

这个公式表明，当物体所受合力不为零时，物体将产生加速度，加速度的大小与合力成正比，与物体的质量成反比。

二、在直线运动中的应用1、匀加速直线运动当物体在一条直线上受到恒定的合力作用时，它将做匀加速直线运动。

例如，一辆汽车在牵引力恒定的情况下在水平道路上行驶。

已知汽车的质量为 m ，牵引力为 F ，行驶过程中受到的阻力为 f ，则合力F 合＝ F f 。

根据牛顿第二定律，加速度 a ＝（F f) ／ m 。

通过这个加速度，可以计算出汽车在任意时刻的速度和位移。

2、匀减速直线运动当物体在一条直线上受到与运动方向相反的恒定合力时，它将做匀减速直线运动。

比如，一个在水平面上滑行的木块，受到摩擦力的作用逐渐减速。

假设木块的质量为 m ，摩擦力为 f ，则合力 F 合＝ f ，加速度 a ＝ f ／ m 。

三、在曲线运动中的应用1、平抛运动平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。

在竖直方向上，物体只受到重力的作用，根据牛顿第二定律，加速度 a ＝ g 。

通过这个加速度，可以计算出物体在竖直方向上的速度和位移。

2、圆周运动在圆周运动中，物体需要受到一个指向圆心的向心力来维持运动。

例如，一个小球在绳子的牵引下做圆周运动，绳子的拉力提供了向心力。

设小球的质量为 m ，线速度为 v ，圆周运动的半径为 r ，则向心力 F 向＝ m v²／ r 。

根据牛顿第二定律，这个向心力会产生向心加速度 a ＝ v²／ r 。

四、在日常生活中的应用1、交通运输汽车的加速、减速性能与牛顿第二定律密切相关。

牛顿第二定律牛顿第二定律，也称为力的运动定律，是经典力学中的基本定律之一。

它揭示了物体的运动与作用在其上的力的关系。

牛顿第二定律的数学表达式为力等于质量乘以加速度，即F = ma。

在本文中，我们将深入探讨牛顿第二定律的原理和应用。

一、原理牛顿第二定律的原理可以简单地表述为：当一个物体受到外力作用时，它的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

换句话说，当施加在物体上的力增大时，它的加速度也会增大；当物体的质量增大时，它的加速度则减小。

数学表达式F = ma中，F代表作用力，m代表物体的质量，a代表加速度。

根据这个公式，我们可以计算出物体所受的力，以及物体的加速度。

二、应用牛顿第二定律广泛应用于各个领域，包括力学、动力学、航天等。

以下是牛顿第二定律在实际应用中的一些例子：1. 汽车加速当我们在汽车上踩下油门时，引擎会产生一个向前的力，推动汽车加速。

根据牛顿第二定律，加速度与推动力成正比，与汽车的质量成反比。

因此，如果我们增大引擎的输出力，汽车将更快地加速。

2. 弹簧振动弹簧振动是一个常见的物理现象。

当我们拉伸或压缩弹簧时，弹簧会产生一个与变形成正比的力。

根据牛顿第二定律，弹簧的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

所以，当我们增大弹簧的压缩或拉伸程度时，弹簧的振动频率会加快。

3. 物体沿斜面滑动当一个物体沿斜面滑动时，斜面会对物体施加一个向下的力，称为重力分力。

根据牛顿第二定律，物体在斜面上的加速度与重力分力成正比，与物体的质量成反比。

因此，物体质量越大，加速度越小，物体质量越小，加速度越大。

三、结论牛顿第二定律是经典力学中不可或缺的一部分。

它揭示了物体运动和作用力之间的关系，并在实际应用中发挥着重要的作用。

通过对牛顿第二定律的研究与应用，我们能够更好地理解和解释各种物理现象，为工程技术的发展提供理论基础。

总之，牛顿第二定律是物理学领域的核心概念之一。

它的重要性体现在我们对物体力学性质和运动规律的研究中。

在高中物理动力学部分，我们经常遇到小滑块与长木板之间通过摩擦力拖动相对滑动的问题。

我们通常把小滑块和长木板组成的相互作用的系统称为板块模型，它渗透力与运动，动量与能量，摩擦生热等高中重要的物理知识，培养学生，透过不同的问题，掌握问题的本质，能培养学生的发散思维能力，培养学生情景变换能力；它是高中物理的重要题型，是学生难以解决的问题之一，也是高考考察的重点和难点问题解决此类问题可以用力和运动的关系、功能关系和动能定理、动量守恒定律与能量守恒定律等知识来处理。

下面就从动力学角度，也就是运用牛顿运动定律和运动学公式解决板块类问题。

不论是哪种情况，受力分析和运动过程分析是解决问题的关键；而分析过程，必须搞清加速度、速度、位移的关系。

（1）加速度关系：加速度关系是找出滑块是否发生相对滑动的隐含条件。

如果滑块间没有发生相对运动，就用整体法；如果滑块间发生相对运动，就用隔离法（2）速度关系：第一，滑块间发生相对运动时，搞清滑块的速度关系，从而确定滑块受到的摩擦力；第二，应当注意滑块速度相同时，摩擦力会发生突变的情况。

（3）位移关系：滑块叠放在一起运动时，应仔细分析各个滑块的运动过程，认清滑块对地的位移和滑块之间的相对位移之间的关系这些关系都是解题过程中列方程所必需的，各种关系找到了，自然也就容易列出所需的方程了。

板块问题模型中会涉及地面是否光滑、木块是否具有初速度、板块系统是否受外力作用等各种情况一．小木块以一定初速度，滑上光滑水平面上一个静止的长木板类问题。

由于木块与木板间有摩擦力，小木块一定做减速运动，木板一定做加速运动。

最终结果有两种可能：一是二者保持相对静止一起匀速运动；二是小木块从木板另一端滑下，滑下后都做匀速直线运动例1.如图所示质量为M的木板静止在光滑水平面上，一质量m为长度可忽略的小木块以速度v0水平地沿木板的表面向右滑行，已知二者间动摩擦因数为μ，求（1）.木板至少多长小木块才不会掉下来（2）.木块在木板上运动了多长时间?例2.如图，在光滑的水平台子上静止着一块长L=50cm质量为1kg的木板，另有一块质量为1kg的铜块，铜块的底面边长较小，相对于50cm的板长可略去不计。

牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律，它在物理学的发展历程中具有举足轻重的地位，对我们理解物体的运动和受力情况有着至关重要的作用。

要理解牛顿第二定律，首先得清楚它的表达式：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟作用力的方向相同。

用公式来表示就是 F ＝ ma，其中 F 代表作用力，m 代表物体的质量，a 代表加速度。

想象一下，你正在用力推一辆静止的汽车。

如果你轻轻地推，汽车可能几乎不动；但如果你用更大的力气推，汽车就会加速前进得更快。

这就是牛顿第二定律在起作用。

作用力越大，加速度就越大。

再来说说质量。

质量是物体惯性的量度，惯性越大，物体就越难改变其运动状态。

同样是推汽车，如果是一辆小型汽车，你可能相对容易推动它并让它获得较大的加速度；但如果是一辆重型卡车，即便你使出很大的力气，它的加速度可能也很小。

这是因为重型卡车的质量大，惯性大，抵抗运动状态改变的能力也就更强。

牛顿第二定律在日常生活中的应用随处可见。

比如，在体育比赛中，运动员起跑时，脚蹬地的力越大，身体获得的加速度就越大，从而能更快地冲出去。

在交通领域，汽车的加速性能取决于发动机提供的驱动力和汽车的质量。

设计汽车时，工程师需要根据预期的性能和安全标准，合理配置发动机功率和车辆质量，以确保汽车在不同路况下都能有良好的加速和操控性能。

在航天领域，牛顿第二定律更是发挥着关键作用。

火箭要脱离地球引力进入太空，需要产生巨大的推力。

通过精确计算燃料燃烧产生的作用力以及火箭自身的质量变化，科学家可以预测火箭的加速度和飞行轨迹，从而实现精确的航天任务。

在工业生产中，例如机械制造、自动化生产线等，也离不开牛顿第二定律。

了解物体的受力和运动情况，有助于优化生产流程，提高生产效率，保障生产安全。

不仅如此，牛顿第二定律还为我们理解自然界中的许多现象提供了理论基础。

比如，为什么物体在斜面上会加速下滑？为什么雨滴从高空落下的速度会逐渐增大？这些问题都可以通过牛顿第二定律来解释。