高考物理专题复习：牛顿第二定律的应用

1、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用p对对牛二牛二“性质性质”的解读的解读 牛顿第二定律：牛顿第二定律：物体加速度的大小与所受合外力的大小成物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比正比，与物体的质量成，与物体的质量成反比反比，加速度方向与合外力方向，加速度方向与合外力方向相相同同 F合=ma 通过牛顿第二定律的学习，我们知道了加速度大小、方向通过牛顿第二定律的学习，我们知道了加速度大小、方向及其影响因素，但对于牛顿第二定律的认识，还有待我们及其影响因素，但对于牛顿第二定律的认识，还有待我们继续深入研究继续深入研究 学习回顾：学习回顾：你知道吗？你知道吗？利用牛顿第二定律可以测质量！利用牛顿第二

2、定律可以测质量！神舟飞船女宇航神舟飞船女宇航员员王亚平王亚平，进行太空授课，进行太空授课，讲授失重情况下讲授失重情况下测质量的方法及测质量的方法及原理原理神奇吧！让我们继续学习其他有趣的神奇吧！让我们继续学习其他有趣的应用应用 题题1： 一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，如图所示，由静止开始沿着与月球表面成一球的过程中，如图所示，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的过喷气而获得推动力，以下

3、关于喷气方向的描述中正确的是（是（ ）A. 探测器加速运动时，沿直线向后喷气探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时，竖直向下喷气探测器加速运动时，竖直向下喷气 C. 探测器匀速运动时，竖直向下喷气探测器匀速运动时，竖直向下喷气D. 探测器匀速运动时，不需要喷气探测器匀速运动时，不需要喷气随堂训练随堂训练C一起为探月一起为探月加油！加油！匀速匀速直线直线运动运动时，时，所受合力为零，所受合力为零，因此推力方向必因此推力方向必须竖直向上，须竖直向上，喷喷气方向竖直向下气方向竖直向下。 解析：受力分析如图所示解析：受力分析如图所示 探测器探测器沿直线加速运动沿直线加速运动时，时，重

4、力方向竖直向下，由重力方向竖直向下，由平平行四边形定则行四边形定则知推力方向知推力方向必须斜向上方，由必须斜向上方，由力作用力作用的相互性的相互性可知，可知，喷气方向喷气方向斜向下方斜向下方；关键利用关键利用加速度加速度与合外力方向相同与合外力方向相同应用一：利用应用一：利用牛牛顿第顿第二定律的矢量性二定律的矢量性 力是力是矢量，既有大小又有方向，加速度也矢量，既有大小又有方向，加速度也是矢量是矢量。 根据牛顿第二定律可知，根据牛顿第二定律可知，分析分析加速度大小加速度大小取决于取决于合外力大小，加速度方向合外力大小，加速度方向总是总是与合外与合外力方向力方向相同相同牛顿第二定律的牛顿第二定律

5、的矢量性矢量性图图1 1 题题2. 如图如图1所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（ ）A. A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大小球刚接触弹簧瞬间速度最大B. B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C. C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小从小

6、球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D. D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大CD再说说弹簧！再说说弹簧！牛牛顿第顿第二定律的矢量性二定律的矢量性与瞬时性与瞬时性你看，通过简单的受力分析就可推导你看，通过简单的受力分析就可推导出运动状态，要不你也试试！出运动状态，要不你也试试！F弹弹mga=0 解析：解析： 1、从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大因此加速度先减小后增大。 2、当合力与速度同

7、向时小球速度增大，合力与速度反向当合力与速度同向时小球速度增大，合力与速度反向时小球速度减小时小球速度减小，因此速度先增大后减小。因此速度先增大后减小。 3、所以当小球所受弹力和重力大小相等时，即合力为零所以当小球所受弹力和重力大小相等时，即合力为零时时速度最大速度最大。牛牛顿第顿第二定律的矢量性二定律的矢量性与瞬时性与瞬时性 特别说明：特别说明： 当加速度（合外力）与速度同向时，速度增加；反之减小。特别指出的是：在加速度为零时，速度有极值。在加速度为零时，速度有极值。 在上述分析过程中，我们认为加速度总是对应着合外力的改变，当合外力变为零时，加速度也变为零，这也是牛顿第二定律的瞬时对应原理：

8、瞬时性瞬时性牛牛顿第顿第二定律的矢量性二定律的矢量性瞬时性瞬时性总结规律：总结规律： 综合上述两题综合上述两题的的分析分析过程，过程，体现出一种灵活体现出一种灵活的解题的解题思路：思路： 1、明确、明确研究对象研究对象； 2、做出、做出运动过程分析运动过程分析或或做出做出受力分析及示意图受力分析及示意图； 3、结合牛顿第二定律进行分析、结合牛顿第二定律进行分析加速度的特点加速度的特点； 4、利用加速度解决动力学问题利用加速度解决动力学问题 应用二：利用应用二：利用牛牛顿第顿第二定律的独立性二定律的独立性 独立性：独立性： 一个物体可以同时受几个一个物体可以同时受几个力的作用，每一个力都使力的作

9、用，每一个力都使物体产生一个效果，如同物体产生一个效果，如同其他力不存在一样，即其他力不存在一样，即力力与它的作用效果完全是独与它的作用效果完全是独立的立的，与其它方向的受力，与其它方向的受力情况无关，这就是情况无关，这就是力的独力的独立作用原理立作用原理。牛牛顿第顿第二定律的独立性二定律的独立性yyyymaFFFF4321xxxxmaFFF321这一特性又会有什么这一特性又会有什么“神奇妙用神奇妙用”呢？呢？所以牛顿第二定律在运用中常按正交法分解为所以牛顿第二定律在运用中常按正交法分解为两个两个独立方程独立方程列方程题题3. 某型航空导弹质量为某型航空导弹质量为M，从离地面，从离地面H高处水

10、平飞行的战斗机上水高处水平飞行的战斗机上水平发射，初速度为平发射，初速度为v0，发射之后助推火箭便给导弹以恒定的水平推力，发射之后助推火箭便给导弹以恒定的水平推力F作用使其加速，作用使其加速，不计空气阻力和导弹质量的改变不计空气阻力和导弹质量的改变，下列说法正确的，下列说法正确的有（有（ ）A. 推力推力F越大，导弹在空中飞行的时间越长越大，导弹在空中飞行的时间越长B. 不论推力不论推力F多大，导弹在空中飞行的时间一定多大，导弹在空中飞行的时间一定C. 推力推力F越大，导弹的射程越大越大，导弹的射程越大D. 不论推力不论推力F多大，导弹的射程一定多大，导弹的射程一定牛牛顿第顿第二定律的独立性二

11、定律的独立性BCBC牛牛顿第顿第二定律的独立性二定律的独立性XmgHFYSmFamaFxxx/合gamgmaFyyy合由独立性由独立性原理可知：原理可知：axay牛牛顿第顿第二定律的独立性二定律的独立性竖直方向的竖直方向的自由落体自由落体水平方向的匀水平方向的匀加速加速直线直线运动运动初速度为水初速度为水平速度平速度v v0 0的的曲线曲线运动运动a ay y=g=gax=F/max=F/m水平恒力水平恒力F重力重力mg这就是传说中的这就是传说中的“化曲为直化曲为直”！牛牛顿第顿第二定律的独立性二定律的独立性解析：解析：因高度因高度H H一定，在竖直方向上，一定，在竖直方向上，导弹是自由落体运动导弹是自由落体运动，故落地时间故落地时间决定，显然决定，显然F F越大，越大，a a越大，水平射程越大越大，水平射程越大。与与F F无关，为一定值。无关，为一定值。而水平方向导弹的射程而水平方向导弹的射程（水平位移）（水平位移）由由你看，只要你看，只要“化曲为直化曲为直”就能化繁为易！就能化繁为易！小结：对牛顿第二定律的三个性质的理解小结：对牛顿第二定律的三个性质的理解 1、矢量性：、矢量性：加速度的矢量特点取决于合外力的矢量特点加速度的矢量特点取决于合外力的矢量特