牛頓第二定律-【新教材】人教版高中物理必修講義

第3講牛頓第二定律【知識點1】牛頓第二定律1.內(nèi)容：物體加速度大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2.公式：3.單位：1N=1kg·m/s2.【知識點2】對牛頓第二定律的重要理解1.局限性：牛頓第二定律只適用于慣性參考系（地面或者相對于地面勻速直線運動的參考系），不能用于非慣性參考系2.獨立性：物體受到的每一個力都會給物體一個加速度，物體的實際加速度是每一個力的加速度的矢量和，故物體各個方向的加速度也遵循牛頓第二定律，即，.【知識點3】牛頓第二定律解題步驟1.讀題，將題中所給物理量標注在圖中2.確定研究對象3.受力分析求合力：根據(jù)“重力、彈力（推、拉、提、壓、支）、摩擦力（靜、動）”的順序，由整體法或隔離法畫出受力示意圖，再根據(jù)合成法或正交分解法求出合力（≥3個力時，一般用正交分解法）（1）合成法：平行四邊形原則、三角形原則（2）正交分解法（≥3個力）：坐標系建立原則——一般沿加速度方向（）和垂直于加速度方向（）建立坐標系4.確定加速度的方向：根據(jù)物體的運動情況，分析物體加速度的方向5.列方程（嚴格按照這個格式書寫）6.解方程題型一[牛頓第二定律基本應用]例題：如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg。（g＝10m/s2，sin37°＝，cos37°＝）

（1）求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；

（2）求懸線對球的拉力。答案：（1）車廂運動的加速度大小為s2，方向水平向右，車廂可能向右做勻加速運動，也可能向左做勻減速運動．

（2）懸線對球的拉力為．變式1.（多選）在水平地面上運動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根水平輕彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k，在車廂的頂部用一根細線懸掛一質(zhì)量為m2的小球。某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為θ，在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止，彈簧的形變量為x，如圖所示。不計木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時間內(nèi)（）小車一定向左做加速運動B.小車的加速度方向向左,大小為a=gtanθC.彈簧可能處于壓縮狀態(tài)D.彈簧的形變量為x=m1gtanθ/kBD變式2.如圖所示，質(zhì)量為M的人通過定滑輪將質(zhì)量為m的重物以加速度a上提，重物上升過程，人保持靜止。若繩與豎直方向夾角為θ，求：（1）繩子對重物的拉力多大？（2）人受到地面的摩擦力多大？θθ答案：(1)繩子對重物的拉力為m(g+a)；(2)人對地面的壓力為Mg?m(g+a)cosθ.過手3．如圖所示，傾角為θ=37°斜面體A固定在地面上，現(xiàn)將質(zhì)量為m=2kg的物體B無初速度地放到斜面上，AB之間光滑，g取10m/s2，則：（1）求物體B下滑的加速度；（2）若物體B與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=（物體B仍能滑下），求物體B下滑的加速度；（3）若給物體B一個沿斜面向上的初速度，使其沿斜面向上運動，已知B與斜面間動摩擦因數(shù)為μ=，求物體B上滑的加速度；（4）若物體B與斜面間動摩擦因數(shù)為μ=，現(xiàn)給物體B施加一個沿斜面向上的恒力F=30N（圖中未畫出），拉著物體B向上運動，求物體B的加速度。答案：（1）6m/s2，沿著斜面向下；（2）2m/s2，沿著斜面向下；（3）10m/s2，沿著斜面向下；（4）5m/s2，沿著斜面向上過手4.質(zhì)量為M的傾角為θ的斜面體上表面光滑，將質(zhì)量為m的小物塊放在斜面上，且用一個不知大小的恒力F推著斜面體，使斜面體和小物塊一起以共同的加速度向左加速運動，求此加速度a及F的大小。答案：a=；過手5.自動扶梯與水平面的夾角為30°，扶梯上站著一個質(zhì)量為50kg的人，隨扶梯以加速度a＝2m/s2一起向上加速運動，如圖所示．則此時人受到的扶梯的支持力以及摩擦力的大小？(g取10m/s2)答案：支持力：550N；摩擦力：N題型二[牛頓第二定律與圖像]例題：（多選）質(zhì)量為1kg的物體靜止在光滑水平面上，某時刻受到水平拉力F的作用（F-t圖像如圖所示），若在第1s內(nèi)物體受到的拉力F向右，關于物體在0-3s時間內(nèi)的運動情況，下列說法正確的是（）時間內(nèi)物體先向右運動，再向左運動時間內(nèi)物體始終向右運動C.物體在第1s末的速度最大D.物體在第3s末的速度最大BC變式1.粗糙水平面上放有P、Q兩個木塊，它們的質(zhì)量依次為m1、m2，與水平面的動摩擦因數(shù)依次為μ1、μ2.分別對它們施加水平拉力F，它們的加速度a隨拉力F變化的規(guī)律如圖所示．下列判斷正確的是()A．m1>m2，μ1>μ2B．m1>m2，μ1<μ2C．m1<m2，μ1>μ2D．m1<m2，μ1<μ2B【知識點4】動力學中的過程分析物體的受力情況決定物體的加速度，加速度決定物體的速度；在分析物體運動狀態(tài)時，需要對物體受力分析，求加速度；在分析運動情況時，可以畫出v-t圖輔助分析。題型三[動力學中的過程分析]例題：如圖所示自由下落的小球，從它接觸豎直放置的彈簧開始到彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度和加速度變化情況是（）A.加速度變大，速度變小B.加速度變小，速度變大C.加速度先變小后變大，速度先變大后變小D.加速度先變小后變大，速度先變小后變大C變式1.（多選）在光滑水平面上有一物塊始終受水平恒力F的作用而運動，在其正前方固定一個足夠長的輕質(zhì)彈簧，如圖，當物塊與彈簧接觸后向右運動的過程中，下列說法正確的是（）A．物塊接觸彈簧后即做減速運動B．當物塊的速度為零時，它所受的合力為零C．當物塊的加速度等于零時，速度最大D．物塊接觸彈簧后先加速后減速CD題型四[動力學中的整理法與隔離法]例題：如圖所示，一只質(zhì)量為m的貓，抓住用繩吊在天花板上的一根質(zhì)量為M的豎直桿，當懸繩突然斷裂時，小貓急速沿桿豎直向上爬，以保持它離地面的高度不變，則桿下降的加速度為（）A.B.C.D.B過手1.如圖所示，在傾角為