32牛顿第二定律

1、3.2 牛顿第二定律高三物理第一轮复习牛顿第二定律动力学两类基本问题牛顿第二定律动力学两类基本问题 一、牛顿第二定律1. 内容：物体加速度的大小跟作用力成_，跟物体的质量成_，加速度的方向与_相同2. 表达式：_，反映了物体运动的加速度与合外力的瞬时对应关系3. 适用范围(1)牛顿第二定律只适用于_参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)(2)牛顿第二定律只适用于_物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况. 正比正比反比反比合力方向合力方向a=F/m惯性惯性宏观宏观低速低速二、动力学两类基本问题1.已知受力情况求物体的_情况2.已知运动情况求物体的_情况其中加速度是联系运动和

2、受力的重要“桥梁”，将运动学规律和牛顿第二定律相结合是解决问题的基本思路三、单位制及其基本单位和导出单位1. 单位制：_单位和_单位共同组成了单位制. (1)基本单位：基本物理量的单位. 力学中的的基本物理量有_、_、_，它们的国际单位分别是_、_、_.(2)导出单位是由基本单位根据_推导出来的其他物理量的单位有力(N)、速度(m/s)、加速度(m/s2) 等运动运动受力受力基本基本导出导出质量质量长度长度时间时间千克千克米米秒秒物理关系物理关系牛顿第二定律的理解 因果因果合外力是产生加速度的原因，加速度是合外力产生的结果合外力是产生加速度的原因，加速度是合外力产生的结果瞬时瞬时加速度与合外力

3、对应同一时刻，合外力发生变化时，加速加速度与合外力对应同一时刻，合外力发生变化时，加速度也度也同时同时随之变化随之变化同一同一(1)Fma中，中，F、m、a对应同一物体或同一系统对应同一物体或同一系统(2)Fma中，各物理量统一使用国际单位中，各物理量统一使用国际单位独立独立(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度作用于物体上的每一个力各自产生的加速度(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)合外力和加速度在各个方向上各自的分量也遵从牛顿合外力和加速度在各个方向上各自的分量也遵从牛顿第二定律，即第二定律，即Fxmax，Fymay

4、局限局限(1)只适用于宏观、低速运动的物体只适用于宏观、低速运动的物体(2)物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系的参考系(惯性系惯性系)2. 常见模型：常见模型：轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆特性特性模型模型质量质量内部内部弹力弹力受外力时受外力时的形变量的形变量力能否力能否突变突变产生拉力产生拉力或压力或压力轻绳轻绳不计不计处处处处相等相等微小微小可以可以突变突变只有拉力没有压只有拉力没有压力力橡皮绳橡皮绳较大较大一般不一般不能突变能突变只有拉力没有压只有拉力没有压力力轻弹簧轻弹簧较大较大一般不一般不能突变

5、能突变既可有拉力也可既可有拉力也可有压力有压力轻杆轻杆微小不计微小不计可以突变可以突变既有拉力也可有既有拉力也可有支持力支持力 如图所示，小球用水平弹簧系住，并用倾角为如图所示，小球用水平弹簧系住，并用倾角为30的光滑板的光滑板AB托着，当板托着，当板AB突然向下撤离的瞬间，突然向下撤离的瞬间，球的加速度为多大？若改用水平细绳系住，在板球的加速度为多大？若改用水平细绳系住，在板AB突然向下撤离的瞬间小球加速度又为多大？突然向下撤离的瞬间小球加速度又为多大？解析：小球用弹簧连接并处于平衡状态时，其受力分析如图所示， 1. (2010全国高考卷全国高考卷)如图所示，轻弹簧如图所示，轻弹簧上端与一质

6、量为上端与一质量为m的木块的木块1相连，下端与另相连，下端与另一质量为一质量为M的木块的木块2相连，整个系统置于水相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别的加速度大小分别为为a1、a2，重力加速度大小为，重力加速度大小为g.则有则有() C解决两类动力学问题的基本方法及步骤 1. 两类动力学问题的解题思路两类动力学问题的解题思路 (1)物体的运动情况是物体的运动情况是由所受的力及物体运动的由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的初

7、始状态共同决定的 (2)两类动力学问题中两类动力学问题中加速度是联系力和运动的加速度是联系力和运动的“桥梁桥梁”2. 应用牛顿第二定律的解题步骤应用牛顿第二定律的解题步骤(1)通过审题灵活地选取研究通过审题灵活地选取研究对象对象，明确物理，明确物理过程过程(2)分析研究对象的受力情况和运动情况，画好分析研究对象的受力情况和运动情况，画好受力分受力分析图析图和和运动示意图运动示意图(3)根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解(4)检查答案是否完整、合理，必要时需进行讨论检查答案是否完整、合理，必要时需进行讨论 (2009江苏高考卷江苏高考卷)航模兴趣小组设计出一

8、架遥控航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量飞行器，其质量m2 kg，动力系统提供的恒定升力，动力系统提供的恒定升力F28 N试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行第一次试飞，飞行器飞行t18 s时到达高度时到达高度H64 m求飞行器所受阻力求飞行器所受阻力Ff的大小的大小(2)第二次试飞，飞行器飞行第二次试飞，飞行器飞行t26 s时遥控器出现故障，时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力求飞行器能达到的最大高度飞行器立即失去升力求飞行器能达

9、到的最大高度h.(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间到恢复升力的最长时间t3.变式训练变式训练. 如图所示，如图所示， 质量为质量为m的人站的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上向上减速运动，减速运动，a与水平方向的夹角为与水平方向的夹角为.求求人所受到的支持力和摩擦力人所受到的支持力和摩擦力解析： 解法一：以人为研究对象，他站在减速上升的电梯上，受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力FN，还受到水平方向的静摩擦力F静，由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的

10、方向水平向左，人受力如图(a)所示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平方向加速度ax和竖直方向加速度ay，如图(b)所示，则axacos ，ayasin .由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得F静静max，mgFNmay，解得解得F静静macos ，FNm(gasin )解法二：以人为研究对象，受力分析如图所解法二：以人为研究对象，受力分析如图所示因摩擦力示因摩擦力F为待求，且必沿水平方向，设为为待求，且必沿水平方向，设为水平向右建立图示坐标系，并规定正方向水平向右建立图示坐标系，并规定正方向根据牛顿第二定律可得：根据牛顿第二定律可得：x方向：方向：mgsin FNsin Fcos may

11、方向：方向：mgcos Fsin FNcos 0由由两式可解得两式可解得FNm(gasin )，Fmacos .F为负值说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为负值说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为水平向左为水平向左答案：答案： F静静macos FNm(gasin ) 如图所示，有一水平传送带以如图所示，有一水平传送带以2 m/s的速度匀的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传，则传送带将该物体传送送10 m的距离所需时间为多少？的距离所需时间为多少？ 解析：以传送带上轻放物体为研究对象，如图所示，在解析：以传送带上轻放物体为研究对象，如图所示，在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦