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牛顿第二定律的应用

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寒假作业4（考查：牛顿第二定律的应用）、选择题（1-12单选，13-22多选）1 •如图，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是（）A. 若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B. 若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C. 若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D. 若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大2•静止在光滑的水平面上的物体，在水平推力F的作用下开始运动，推力随时间t变化的规律如图所示，则物体在0〜1时间内（）A. 速度一直增大B. 加速度一直增大C.速度先增大后减小D. 位移先增大后减小3 •质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块时,当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度大小为a'，则（）A. 2 a>a'B. 2 a<a'C. 2 a=a'D. 无法确定4. 一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落，雨滴下落过程中所受重力保持不变，其速度-时间图像如图所示，关于雨滴在加速阶段的受力和运动情况，以下判断正确的是（）A.雨滴下落过程中只受重力B.雨滴下落过程中加速度恒定不变C.雨滴下落过程受到逐渐增大的空气阻力D.雨滴下落过程中速度随时间均匀增加5. 如图所示，在沿平直轨道行驶的车厢内，有一轻绳的上端固定在车厢的顶部，下端拴一小球，当小球相对车厢静止时，悬线与竖直方向夹角为0，则下列关于车厢的运动情况正确的是（）A.车厢加速度大小为gtan0，方向沿水平向左B.车厢加速度大小为gtan，方向沿水平向右C.车厢加速度大小为gsin，方向沿水平向左D.车厢加速度大小为gsin，方向沿水平向右6. 如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量mA=2m，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间 （）A. A 球加速度为1.5g ，B 球加速度为gB. A 球加速度为1.5g ，B 球加速度为0C. A 球加速度为g ，B 球加速度为0D. A 球加速度为1.2g ，B 球加速度为g7.如图所示，在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体，物体与壁间的动摩擦 因数卩，要使物体不致下滑，车厢前进的加速度至少应为（重力加速度为 最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）A.旧B. 9C. —D. gg8•如图所示，斜面置于粗糙水平地面上，在斜面的顶角处，固定一个小的定滑轮，质量分别 为m 、m 的物块，用细线相连跨过定滑轮， m 搁置在斜面上•下述正确的是（ ）A. 如果m 、m 均静止，则地面对斜面没有摩擦力B. 如果m 沿斜面向下匀速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力C. 如果m 沿斜面向上加速运动，则地面对斜面有向左的摩擦力D. 如果m 沿斜面向下加速运动，则地面对斜面有向右的摩擦力9. 如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的 轻弹簧压向左壁，小车向右加速运动。

若小车向右加速度增大，则小车左壁受 物块的压力N 和小车右壁受弹簧的压力N 的大小变化是（ ） A. N 不变，N 变大 B. Ni 变大，2不变 C.10. 如图所示，A 、B 两个长方体形物块叠放在光滑水平面上，质量分别为 之间的动摩擦因数为 0.25 .设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s 2 .现对A 施加水平拉力F ,要保持A 、B 相对静止，F 不能超过 （??）A. 5NB. 16NC. 15ND. 20N 11.如图所示，钢铁构件A 、B 叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和 B 间动摩擦因数为卩1, A 、B 间动摩擦因数为卩2,卡车刹车的最大加速度为a ,卩2g >a >卩g,可以认为最大静摩擦 力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后在 S 0距A.2as 0 B. 2 倚 C. 、2 2gs )D.1 2gs 0N 、N 都变大 D.6kg 和2kg ，它们离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过（）312. 一物块放在倾角为30°的粗糙的斜面上，斜面足够长，物12：…]-m 乙块受到平行斜面向上的拉力作用，拉力F随时间t变化如图甲所示，速度随时间t变化如图乙所示，由图可知（g取10m/s2），下列说法中正确的是（）A.物体的质量为1.0kgB. 0 〜1s物体受到的摩擦力为4NC. 物块与斜面间的动摩擦因数为7卫15D. 若撤去外力F,物体还能向上运动2m13•如图所示，一折杆固定在小车上，/ A=B, B端固定一个质量为的加速度为a，AB杆对小球的作用力大小为F，则下列说法正确的是：A. 当a= 0时，，方向沿AB杆cosB. 当a= gtan B时，F二卫鼻，方向沿AB杆cosC.无论a取何值，F都等于m ... g2 a2，方向都沿AB杆D.无论a取何值，F都等于m J g2 a2，方向与AB杆所在直线无关14.如图所示，固定在地面上的斜面足够长，其倾角为30°，用平行于斜面向上F=16N的力作用在质量为2kg的物块上，物块恰好沿斜面匀速上滑，若g取10m/s2,物块所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。

则下列说法中正确的是（）A. 在撤去力F的瞬间，物块所受摩擦力方向不变B. 在撤去力F的瞬间，物块的加速度大小为8m/s2C. 物块与斜面间的动摩擦因数等于0.415.如图甲，一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图象如图乙所示。

若重力加速度g 10m / s2，则A.斜面的长度L =4mB. 斜面的倾角30oC.物块的质量m =1kgD. 物块与斜面间的动摩擦因数16.在光滑水平面上有一个质量为m=1kg的小球，小球的一端与水平轻弹簧连接，另一端与不可伸长的轻绳相连，轻绳与竖直方向成45°角，如图所示。

小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，（取g=10m/s2），则剪断细绳的瞬间（）A.此时弹簧的弹力大小为10・、2NB.小球加速度的大小为10二m/s2C.小球加速度的大小为10m/s2D.小球受到的合力方向水平向左17•如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为B的斜面底端，另一端与物块A相连•两物块A B质量均为m初始时均静止•现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动，A、E两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中的A B图线（t i时刻A、B的图线相切, t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为9，则（）A. t2时刻，弹簧处于原长状态B. t1时刻，弹簧型变量为^gsin makC.从开始到t2时刻，拉力F逐渐增大D. t=0时刻，拉力满足F=2ma18. 如图所示，质量分别为m、m的两个物体A、B用一根质量不计的细绳相连接，在恒力F的作用下，在水平面上运动（两物体与水平面之间的动摩擦因数相同,则以下对细绳中的拉力F T的说法正确的是（）A.不管水平面是粗糙还是光滑的，F T的大小都一样大B. 水平面粗糙时F T的大小比水平面光滑时大水平面粗糙时F T的大小比水平面光滑时小 D. F T的大小与F大小有关19. 如图所示，大三角劈C置于粗糙水平面上，小三角劈B置于斜面上，B的上面又放一个小木块A，在A、B一起共同加速下滑的过程中，C静止不动，下列说法正确的是（）A.木块A受到方向向左的摩擦力B. 木块A对B的压力小于A的重力C. B与C之间的滑动摩擦系数tanD.水平地面对C没有摩擦力作用20. 如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，现对小球同时施加水平向右的恒力F o和竖直向上的力F，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度成正比，即F= kv （图中未标出），已知小球与杆间的动摩擦因数为，下列说法中正确的是（）A. 小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的减速运动C.B. 小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止C.小球的最大加速度为F o/mD.小球的最大速度为21 •如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率小为V2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的带开始计时，小物块在传送带上运动的V —t图象(以地面为参考系)如图乙所示。

已知V2>V i, 则()A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C. 0〜t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直不变D. 0〜t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用二、计算题(请自备白纸书写计算题步骤 )22•如图所示，物体的质量m=4kg，与水平地面间的动摩擦因数为卩=0.2，在倾角为37°，F=10N的恒力作用下，由静止开始加速运动，当t=5s时撤去F,求：(1)物体做加速运动时加速度a的大小；(2) 5s末物体的速度大小;(3)撤去F后，物体还能滑行多长时间;23.滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下. 为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速.为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车摩擦变大匀速下滑至底端B点,ft在水平滑道上继续滑行直至停止•已知游客和滑沙车的总质量m=70kg倾角B =37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数卩=0.5 .重力加速度g取10m/s，sin37 ° =0.6 , cos37° =0.8，不计空气阻力.(1) 游客匀速下滑时的速度大小.(2) 若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多大的水平制动力24.质量为m的小物块(可视为质点) ,放在倾角为9、质量为M的斜面体上，斜面体的各接触面均光滑。

（1）如图（甲）所示，将斜面体固定，让小物块从高度为H的位置由静止下滑，求小物块的加速度大小及滑到斜面低端所需的时间。

F,可使m和M处于相对静止状态, （2）如图（乙）所示，对斜面体施加一水平向左的力起向左做加速运动，求水平力F的大小。

25.如图所示，倾角为37°的固定斜面底端与长L=5m的水平传送带左端平滑对接，水平传送带在电动机的带动下以v°=2m/s的恒定速度顺时「针运动。

小滑块（可视为质点）从距离斜面底端高h=1.35m的A点静止释放，小滑块与斜面及水平传送带间的动摩擦因数卩均为0.5，重力丁' ' 加速度g 取10m/s2。

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牛顿第二定律应用方法

牛顿第二定律应用方法

方法一： 方法一： 整体法和隔离法的应用 1、如图，光滑水平地面上有两个木块 、B，质量分 、如图，光滑水平地面上有两个木块A、 ， 别为M和 ，在水平推力F作用下 作用下， 别为 和m，在水平推力 作用下，求AB间的相互作用 间的相互作用 力。 若地面不光滑呢？ 若地面不光滑呢？ A B N 的大小与 无关 的大小与µ无关 变形:、如图所示，置于水平面上的相同材料的m和 变形 、如图所示，置于水平面上的相同材料的 和M 用轻绳连接， 上施一水平力F(恒力 用轻绳连接 ， 在 M上施一水平力 恒力 使两物体作 上施一水平力 恒力)使两物体作 匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是： 匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是： （ A B ） (A)水平面光滑时，绳拉力等于 水平面光滑时， 水平面光滑时 绳拉力等于mF/(M＋m)； ＋ ； (B)水平面不光滑时，绳拉力等于 F/(M＋m)； 水平面不光滑时， 水平面不光滑时 绳拉力等于m ＋ ； (C)水平面不光滑时，绳拉力大于 水平面不光滑时， 水平面不光滑时 绳拉力大于mF/(M＋m)； ＋ ； (D)水平面不光滑时，绳拉力小于 水平面不光滑时， 水平面不光滑时 绳拉力小于mF/(M＋m)。 ＋ 。 F m M
练习、如图，将质量为 的物体分置于质量为M的 练习、如图，将质量为m1、m2的物体分置于质量为 的 物体的两侧，均处于平衡状态， ， 物体的两侧，均处于平衡状态，m1＞m2，α ＜ β，下 述说法正确的是（ 述说法正确的是（ ACD） m2 m1 A）m1对M的正压力一定大于 2对M的正压力 ） 的正压力一定大于m 的正压力 的正压力一定大于 M β α B）m1对M的摩擦力一定大于 2对M的摩擦力 的摩擦力一定大于m ） 的摩擦力一定大于 的摩擦力 C）水平地面对 的支持力一定等于 的支持力一定等于(M+m1+m2)g ）水平地面对M的支持力一定等于 D）水平地面对 的摩擦力一定等于零 ）水平地面对M的摩擦力一定等于零 变式:如图所示 一质量为M的楔形木块放在水平桌面 如图所示， 变式 如图所示，一质量为 的楔形木块放在水平桌面 它的顶角为90 两底角为α和 ； 、 为两个位于 上，它的顶角为 o，两底角为 和β；a、b为两个位于 斜面上质量均为m的小木块 的小木块。 斜面上质量均为 的小木块。已知所有接触面都是光滑 现发现a、 沿斜面下滑 而楔形木块静止不动， 沿斜面下滑， 的。现发现 、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这 时楔形木块对水平桌面的压力等于： 时楔形木块对水平桌面的压力等于： A Ａ．Mg+mg； B．Mg+2mg； Ａ． ； ． ； C．Mg+mg（sinα+sinβ） ． （ ） D．Mg+mg(cosα+cosβ） ． ）
《牛顿第二定律的应用》 讲义

《牛顿第二定律的应用》 讲义

《牛顿第二定律的应用》讲义一、牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律是经典力学中的核心定律之一，它描述了物体的加速度与作用在物体上的合力以及物体质量之间的关系。

其表达式为：F ＝ma，其中 F 表示合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，当物体受到合力的作用时，就会产生加速度。

而质量则是物体惯性的量度，质量越大，物体的惯性越大，越不容易改变其运动状态。

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力作用时，将做匀变速直线运动。

比如，一个在光滑水平面上受到水平恒力作用的物体，其加速度恒定。

根据牛顿第二定律，可以计算出加速度的大小，再结合运动学公式，就能够求解物体在不同时刻的速度、位移等物理量。

例如，一个质量为 5kg 的物体，受到一个水平向右的 20N 的力，求5s 末物体的速度和位移。

首先，根据牛顿第二定律计算加速度 a ＝ F／ m ＝ 20 ／ 5 ＝ 4 m/s²。

然后，根据速度公式 v ＝ v₀＋ at（假设初速度 v₀＝ 0），可得 5s 末的速度 v ＝ 4 × 5 ＝ 20 m/s。

再根据位移公式 s ＝ v₀t ＋ 1/2 at²（假设初速度 v₀＝ 0），可得 5s 内的位移 s ＝1/2 × 4 × 5²＝ 50 m。

2、非匀变速直线运动当物体所受合力随时间变化时，物体将做非匀变速直线运动。

此时，需要根据合力随时间的变化关系，结合牛顿第二定律，求出加速度随时间的变化关系，进而求解物体的运动情况。

比如，一个物体在竖直方向上受到重力和随时间变化的向上拉力作用。

在不同时刻，拉力的大小不同，通过牛顿第二定律求出加速度的变化，再利用积分等数学方法，就可以求出物体在一段时间内的位移和速度。

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。

牛顿第二定律的应用

牛顿第二定律的应用

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。

牛顿第二定律的应用-整体法与隔离法

牛顿第二定律的应用-整体法与隔离法


解题过程
首先确定整体受到的重力 和支持力，然后根据牛顿 第二定律求出加速度。
03 隔离法应用
定义与特点
定义
隔离法是将研究对象从其周围物体中 隔离出来，对它进行受力分析，研究 其运动状态变化规律的方法。
特点
隔离法可以单独地分析每个物体的受 力情况，从而简化问题，易于理解和 掌握。
适用范围与条件
适用范围
公式
F=ma，其中F表示作用力，m表示 物体的质量，a表示物体的加速度。
适用范围与条件
适用范围
适用于宏观低速的物体，即物体的速 度远小于光速，此时物体的运动状态 变化符合牛顿第二定律。
条件
作用力必须是物体受到的合外力，且 物体具有质量。
牛顿第二定律的重要性
基础性
牛顿第二定律是经典力学的基础，是研究物体运动规律和作用力的基本公式。
汽车加速与刹车
当汽车加速或刹车时，乘客会受到一个向心或离心的力，这是由于牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
电梯载人
当电梯加速上升或减速下降时，乘客会感到超重或失重，这是因为牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
在工程中的应用
桥梁设计
桥梁设计需要考虑重力、风载、地震等外力作用，通过牛顿第二定律可以计算出桥梁的 承载能力和稳定性。
适用于需要单独分析某个物体的受力情况，或者需要排除其他物体的影响，单独研究某个物体的运动状态变化。
条件
隔离法的使用需要满足一定的条件，如物体间的相互作用力较小，可以忽略不计；或者需要将复杂的系统分解为 若干个简单的子系统进行研究等。
实例分析：连接体问题
问题描述
两个或多个物体通过轻绳、轻弹簧等 连接在一起，共同运动，求各物体的 加速度和运动状态。