牛顿运动定律

1、第2讲牛顿第二定律应用超重与失重问题課前自土学习一H王杭理自査自列基础知识梳理一、牛顿第二定律及单位制牛顿第二定律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.表达式：F=mA.适用范围牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对地面静止或做匀速直线运动的参考系.牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.单位制单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制.基本单位：基本量的单位力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间和长度，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m).导出单位：由基本量根据物理关系推导出来

2、的其他物理量的单位.二、超重与失重视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重.超重、失重和完全失重的比较超重失重完全失重现象视重大于物体重力视重小于物体重力视重等于0产生条件物体的加速度向上物体的加速度向下物体的加速度等于g运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以g加速下降或减速上升原理方程F_mg=mamg_F=mamgF=mgF=mg+mAF=mgmAF=0三、动力学两类基本问题动力学的两类基本问题第一类：已知物体的受力情况求运动情况第二类：已知物体的运动情况求受力情况解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具

3、体逻辑关系如图：由力求运动rti运动求力基础小题速练思考判断物体由于做加速运动，所以才受合外力作用.()物体加速度的方向与所受合外力的方向一定相同.()F=ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关.()物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系.()物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化.()根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向.()答案(1)X(2)V(3)V丁(5)V(6)X(人教版必修178改编)由牛顿第二定律F=ma可知，无论怎样小的力都可能使物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为)牛顿第二定

4、律不适用于静止的物体桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值桌子所受的合力为零，加速度为零答案D(鲁科版必修1P121T2)在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动.作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零物体还在运动)，则在水平推力逐渐减小到零的过程中()物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小物体速度先增大后减小，加速度先增大后减小物体速度先增大后减小，加速度先减小后增大答案D(多选)(教科版必修1P92T4改编)一物体重为50N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，

5、若F2=15N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10m/s2)()0B.25ND.50NA.3NC.30N答案ACD5.(粤教版必修1P98片改编)如图所示,一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动.g取10m/s2.下列各种情况中，体重计的示数最大的是()电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0m/s2电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0m/s2电梯匀减速下降，加速度的大小为1.5m/s2电梯匀加速下降，加速度的大小为1.5m/s2答案C丨裸堂互31联究一迺诙悟迫突就逮唯考点一对牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律的“四性”瞬时性a与F对应同一时刻因果性F是产生a的原因，物体具有加速度

6、是因为物体受到了力同一性(1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面)F(2)a=m中，F、m、a对应同一物体或同一系统(3)a=m中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即ax=FX，ay=-m2合力、加速度、速度之间的决定关系不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度.a=詈是加速度的定义式，a与Av、At无必然联系；a=丄是加速度的决定式，a*F,tm1（3）合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动

7、题组突破训练（多选）下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是（）由F=ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比F由m=F可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比aF由a=可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比mF由m=F可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出aCD牛顿第二定律的表达式F=ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关，故A、B错误，C、D正确

8、（多选）一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态.现同时撤去大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是（）定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5m/s2定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2.5m/s2可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5m/s2BC根据力的平衡条件得知，其余力的合力大小范围为：5NWF合W25N,根据牛顿合F第二定律a=得，物体的加速度大小范围为：2.5m/s2WaW12.5m/s2若物体原来做匀速直m线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上，物体做

9、匀变速曲线运动，故A错误.由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小，故B正确.若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时，物体做匀减速直线运动，加速度大小可能为2.5m/s2，故C正确.物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动，故D错误.（2021广东深圳三校模拟）如图是汽车运送圆柱形工件的示意图.图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器，假设圆柱形工件表面光滑，汽车静止不动时Q传感器示数为零，P、N传感器示数不为零.当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零，而Q、N传感器示数不为零.已知sin15=0.2

10、6，cos15=0.97，tan15=0.27，g取10m/s2，则汽车向左匀加速启动的加速度可能为（）A.3m/s2C.2m/s2B.2.5m/s2D.1.5m/s2当汽车向左匀加速启动过程中，P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零，对圆柱形工件受力分析如图所示.根据牛顿第二定律得Fq+mg=FNcos15,F合合=FNsin15=ma,联立可得aF+mgF027F=Ttan15qX0.27+10X0.27m/s2=Q+2.7m/s22.7m/s2，加速度可能为3mmmm/s2，故A正确，B、C、D错误.易错警示理解牛顿第二定律的3点注意分析物体的运动性质，要从受力分析入手，先求合力，然后

11、根据牛顿第二定律分析加速度的变化.速度的大小如何变化取决于加速度和速度方向间的关系，和加速度的大小没有关系.加速度如何变化取决于物体的质量和合外力，与物体的速度没有关系.考点二牛顿第二定律的瞬时性1.两种常见模型加速度与合力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种常见模型：:齐炭生明血旳变就能产生弹力*剪晰或:轻绳轻幷；風离岸凡乎革鳴要时间恢班殆变，弾力;二立即消光或故变，一般題目屮斯给的轻麻;和按锁丽：桂杆和族妙面在平血持珠说明时，均可;:按比糅型处理：:娄弹資的西端与枷体相连（即两腐曲囲；;老端）时.由于側体有惯社，眸簧的卷;弾槻.蹦床；度不会览生叢更土

12、所以在瞬时同题中，:和獄|#诩甚眸力的大卜认沖足不变的，即挠时弹；V的弹力不更更:求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前后物体的受力情况列牛顿第二定律方程求瞬时加速度题组突破训练1.（2021.四川省绵阳实验高级中学高三模拟）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为2kg的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力.g取10m/s2.某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（A.B对A的压力大小为12NB弹簧弹力大小为20NB的加速度大小为6m/s2A的加速度为零A剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F=mAg=30N,剪断细线的瞬间，对整体分析,整体加速度a=mBgmA+mB

13、=4m/s2,隔离对B分析mBg_FN=mBa，解得FN=mBg-ma=20N_2X4N=12N,根据牛顿第三定律可知B对A的压力为12N，C错误，A正B确；细线剪断瞬间弹簧还没有来得及恢复形变，弹力大小不变，即为30N，B错误；细线剪断瞬间，整体的加速度相同，均为4m/s2，D错误.2.（2021.江西五校联考）如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m,物块2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为aa2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有（）a】=a4=0a】=?=?=a4=gm+Ma=a2=g,a3=0，a4=Mgm+Mm+Ma1=g，a2=Mg，a3=0，a4=MgC在抽出木板的瞬时，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1=a2=g;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向