牛顿第二定律（7大题型）知识点1 牛顿第二定律1、内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、表达式①比例式：Fam ∝。
②等式：F kma=，其中k是比例系数，a是物体运动的加速度。
【注】实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力。
3、物理意义牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。
知识点2 力的单位1、牛顿的含义在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N ，它是根据牛顿第二定律来定义的，使质量为1kg 的物体产生1m/s 的加速度的力为1 N ，即1N=1 kg ·m/s 2。
2、比例系数k 的意义（1）在F kma =中，k 值的大小随F 、m 、a 单位选取的不同而不同。
（2）若F 、m 、a 均使用国际单位制单位，则k =1，牛顿第二定律的表达式为F ma =，式中F 、m 、a 的单位分别为牛顿（N ）、千克（kg ）、米每二次方秒（m/s 2）。
知识点3 对牛顿第二定律的理解1、基本特性（1）同体性：加速度、合外力和质量是对应于同一个物体（系统）的，所以分析问题时一定要确定好研究对象。
（2）因果性：力是产生加速度的原因，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。
（3）矢量性：公式F ma =是矢量式，在任意时刻a 的方向都与F 相同，当F 方向变化时，a 的方向也同时变化。
（4）瞬时性：a 与F 同时产生、同时变化、同时消失，为瞬时对应关系。
a 为某时刻的加速度时，F 为该时刻物体所受的合力。
（5每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即x x F ma =，y y F ma =。
2、合外力、加速度、速度的关系（1）合力与加速度的关系（2）直线运动中加速度与速度的关系加速度与速度同向时，物体加速，反之减速，也可以说合外力与速度同向时，物体加速，反之减速，所以要分析速度如何变，就要看合外力方向与速度方向关系如何。
2.光滑斜面上，放有质量为M的木板，木板上表面粗糙，为使木板能在斜面上静止不动，今有一质量为m的猫在上面奔跑，求猫的运动方向和加速度大小。
解：木板不动，其受力平衡。
设斜面夹角为α则木板受到猫给的沿着斜面向上的力大小为Mgsinα。
则猫受到沿着斜面向下的力总共是（m+M）gsinα其加速度为 a = （m+M）gsinα/m3.在倾斜角α=30°的光滑斜面上,通过定滑轮连接着质量mA=mB=1kg的两个物体，开始使用手拖住A，其离地高h=5m，B位于斜面底端撤去手后，求（1）A即将着地时A的动能（2）物体B离低端的最远距离（斜面足够长）解：1,将AB看作整体，用动能地理，设A的动能为E，则B的动能也为E。
有2E = mgh - mgh/2，带入数据求的E =2，机械能守恒，B的动能完全转化为重力势能，设上升高度为H，则mgH = E ，对应的斜面长度L = 2H =所以，物体B离低端的最远距离为 5+L =4.质量为一千克的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的摩擦因素为，在木板左端放置一块质量为一千克，大小不算的铁块，铁块与动摩擦因素为，取g等于10。
求，当木板长为1m，在铁块上加一个水平向右的恒力8N，多少时间铁块运动到木板右端？解：已知μ=,μ′= 对铁块分析，设铁块的加速度为a ma=F拉-μ′mg 解得a=4m/s²对木板分析，设木板加速度为a′ ma′=μ′mg-μ(m+m)g 解得a′=2m/s² 根据S= 1/2 (a-a′)t² 已知S=1m 将a ，a′ 解得t=1s铁块对地的加速度a1 = （8 - *1*g）/1 = 4木板对地的加速度a2 = （*1*g - *2*g）/1 = 2则铁块对木板的相对加速度a = a1 - a2 = 2 ，铁块对木板的初速度为0有 *at^2 = 1 ,得t = 1s5.如图所示。
已知斜面倾角30°，物体A质量mA=㎏，物体B质量mB=㎏，H=。
牛顿第二定律实验练习题1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是() A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2．如图所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有()A．当m1＝m2、F1＝2F2时，x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时，x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时，x2＝2x13．若测得某一物体质量m一定时，a与F的有关数据资料如下表所示：a/(m·s－2) 1.98 4.06 5.958.12F/N 1.00 2.00 3.00 4.00(1)根据表中数据，画出a－F图象．(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为______________(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图所示的a－F图象．试分析甲、乙两同学可能存在的问题：甲：_____________________________________________________乙：_____________________________________________________4．某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字)(2)保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据如下表：实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a /m·s －2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m /kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.671m /kg －14.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60请在下图所示的坐标纸中画出a －1m图线，并由图线求出小车加速度a 与质量倒数1m之间的关系式是________________________5．为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为D ，光电门间距离为x ，牵引砝码的质量为m .回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：____________________________________________________________________(2)若取M ＝0.4 kg ，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适的一个是 A ．m 1＝5 g B ．m 2＝15 g C ．m 3＝40 g D ．m 4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为 ______________________________(用Δt 1、Δt 2、D 、x 表示)6．在用DIS 研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图（a ）所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F ，改变重物重力重复实验四次，列表记录四组数据．（1）在坐标纸上作出小车加速度a 和拉力F 的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是：__________________________；a /ms -2 2.01 2.98 4.02 6.00 F /N1.002.003.005.003.0 a/ms -2 1.02.0 4.0 2.0 6.0 4.0F /N位移传感器 （接收器）小车位移传感器 （发射器）重物轨道 )a 图（（3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，如图(b)所示．从理论上分析，该实验图线的斜率将___________．（填“变大”，“变小”，“不变”）7.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m ，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg ，将该力视为合外力F ，对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F 为横轴，以加速度a 为纵轴，画出a －F 图象，图象是一条过原点的直线． ①a －F 图象斜率的物理意义是_________________________________________． ②你认为把沙桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？ 答：________.(填“合理”或“不合理”)③本次实验中，是否应该满足M ≫m 这样的条件？ 答：________(填“是”或“否”)；理由是______________________________________________________．(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m 不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a 为纵横，应该以______倒数为横轴．参考答案位移传感器（接收器） 小车力传感器位移传感器 （发射器）重物轨道 )b 图（1.解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a 与合外力F 、物体质量m 的关系，故D 项正确．答案：D2.解析：当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，由F ＝ma 可知，a 1＝2a 2，再由x ＝12at 2可得：x 1＝2x 2，故A 正确，B 错误；当m 1＝2m 2、F 1＝F 2时，a 1＝12a 2，再由x ＝12at 2可得：x 1＝12x 2，故C 错误，D 正确．答案：AD3.解析：(1)若a 与F 成正比，则图象是一条过原点的直线．同时，因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可．连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予以考虑．描点画图如图所示．(2)由图可知a 与F 的关系是正比例关系．(3)图中甲在纵轴上有较大截距，说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a 0，可能是平衡摩擦力过度所致．乙在横轴上有截距，可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够． 答案：(1)见解析 (2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬的过高 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够4.解析：(1)由逐差法得a ＝a ＝(x 3＋x 4)－(x 1＋x 2)(4T )2＝[(7.72＋7.21)－(6.70＋6.19)]×10－216×0.022m/s 2≈3.2 m/s 2 (2)如图所示，a ＝12mN答案：见解析5.解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能在任意位置静止不动，或推动M 后能使M 匀速运动．(2)应满足M ≫m ，故m 4＝400 g 不合适． (3)由v 1＝D Δt 1，v 2＝DΔt 2，v 22－v 12＝2ax可得：a ＝(D Δt 2)2－(D Δt 1)22x.答案：(1)取下牵引砝码，M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M ，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等 (2)D(3)a ＝(D Δt 2)2－(D Δt 1)22x6. (1) （2）倾角过大 观察图像可以发现，当外力为零 时，加速度a 不等于0，说明在平衡摩擦力时轨道倾角过大，使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。
牛顿第二定律基础练习题一1．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、在牛顿第二定律公式F＝kma 中，比例系数k 的数值A 、在任何情况下都等于1B 、 k 值的数值是由质量、加速度和力的大小所决定的C、 k 值的数值是由质量、加速度和力的单位所决定的D 、在国际单位制中，k 的数值一定等于13、下列说法正确的是A、质量较大的物体的加速度一定小B、受到外力较小的物体加速度一定小D、物体所受合外力的方向一定与物体的加速度的方向相同4、由实验结论可知，当质量不变时物体的加速度与所受外力成正比，则可知无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为A、这一结论不适用于静止的物体B、桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到C、推力小于摩擦力，加速度是负值D、推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以原来静止仍静止5、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间A、物体立即获得速度B、物体立即获得加速度D、由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零13m/s 2，力 F2单独作用于这一物体可产生6、用力 F 单独作用于某一物体上可产生加速度为加速度为 1m/s2，若 F1、 F2同时作用于该物体，可能产生的加速度为A 、1 m/s2B、 2 m/s2C、 3 m/s2D、 4 m/s2*7 、如图所示，车厢底板光滑的小车上用两个量程为20N 完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为 1kg 的物块，当小车在水平地面上做匀速运甲乙10N ，当小车做匀加速运动时，两弹簧秤的示数均为动时弹簧秤甲的示数变为8N ，这时小车运动的加速度大小是A 、2 m/s2B 、4 m/s2C、 6 m/s2D、 8m/s28、一个物体受到两个互相垂直的外力的作用，已知 F ＝ 6N ，F ＝8N ，物体在这两个力的作12用下获得的加速度为 2.5m/s2，那么这个物体的质量为kg。
