牛顿第二定律力学单位制.docx

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1、牛顿第二定律 超重与失重 力学单位制一 牛顿第二定律1.内容：物体的加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成_，加速度的方向与作用力的方向_。2 表达式来源:Zxxk.Coma。3.性质：. （1）因果性：力是产生加速度的原因。（2）矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受核外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。（3）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛

2、顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。（4）相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。（5）独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度。（6）同一性：a与F与同一物体某一状态相对应。二 基本类型1动力学的两类基本问题 (1) ：在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动 .处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的 ，由牛顿第

3、二定律(Fma)求出 ，再由运动学有关公式求出 等至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成法则或用正交分解法 (2) ：在运动情况已知的条件下，要求判断出物体 的情况其解题思路一般是：已知加速度或根据运动学规律求出 ，再由牛顿第二定律求出合力来，从而确定 . 2求解两类动力学基本问题的示意图 从上表可以看出， 这个物理量将物体的受力情况和运动情况联系起来 3基本方法(1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程。(2)根据问题的要求和计算方法，确定研究对象进行分析，并画出示意图。

4、图中应注明力、速度、加速度的符号和方向。对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有。(3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果。3应用牛顿第二定律的解题步骤(1)明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体。(2)分析物体的受力情况和运动情况。画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程。(3)选取正方向或建立坐标系。通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向。(4)求合外力F合。(5)根据牛顿第二定律F合ma列方程求解，必要时还要对结果进

5、行讨论。由力到运动例题例1下列说法正确的是D( )A物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B物体所受合力越大，速度越大C速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同例2.根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是D( )A物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比思考1：加速度与速度有直接关系吗？思考2：合外力与加速度的产生有先后之分吗？例3质量为m

6、的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90(大小不变)后，物体可能做B( ) A加速度大小为的匀变速直线运动 B加速度大小为的匀变速直线运动 C加速度大小为的匀变速曲线运动 D匀速直线运动 例4将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体A( )A刚抛出时的速度最大B在最高点的加速度为零C上升时间大于下落时间D上升时的加速度等于下落时的加速度例5(2012江苏徐州模拟)物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为A、B、C，用平行于水平面的拉

7、力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，则以下关系正确的是D( )AmAmBmC BmAmBmCCABC DABC例6如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点如果物体受到的阻力恒定，则A()A物体从A到O先加速后减速B物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C物体运动到O点时，所受合力为零D物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小由运动到力习题课例7(2012湖北黄冈联考)如图所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为1和2时，紧急刹车时的刹车痕(即刹车距离s)与刹车前车速v的关系曲

8、线，则1和2的大小关系为C( )A12 D条件不足，不能比较例8一箱苹果在倾角为的斜面上匀速下滑，已知箱子与斜面间的动摩擦因数为，在下滑过程中处于箱子中间的质量为m的苹果受到其他苹果对它的作用力大小和方向为C( )Amgsin 沿斜面向下Bmgcos 垂直斜面向上Cmg 竖直向上D.mg 沿斜面向上例9(2012杭州二中调研)在倾斜角为的长斜面上，一带有风帆的滑块从静止开始沿斜面下滑，滑块(连同风帆)的质量为m，滑块与斜面间的动摩擦因数为，风帆受到的沿斜面向上的空气阻力与滑块下滑的速度大小成正比，即Ffkv。滑块从静止开始沿斜面下滑的v-t图象如图所示，图中的倾斜直线是t0时刻速度图线的切线。

9、(1)由图象求滑块下滑的最大加速度和最大速度的大小。(2)若m2 kg，37，g10 m/s2，求出和k的值。（1）滑块下滑的最大加速度为3m/s2，最大速度的大小为2m/s；（2）若m=2kg，=37，g=10m/s2，的值为0.375，k的值为3Ns/m受力分析结合运动状态分析例10一小球通过细绳悬挂于车厢顶上，车厢在水平轨道上做直线运动，小球相对车厢静止，细绳与竖直方向夹角为，这车厢的加速度大小为gtan，水平向右 m/s2；方向为 。例11如图，倾角为30的斜面上放一有支架的小车，支架末端用细线挂一小球拉着小车沿斜面下滑时，小球与小车相对静止重力加速度为g，求下述三种情况下小车的加速度

10、（1）线沿竖直方向；（2）线与斜面垂直；（3）线沿水平方向三超重与失重1实重物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。2视重弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力。3超重、失重和完全失重的比较现 象实 质超 重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_自身重力的现象系统具有竖直_的加速度或加速度有竖直_的分量失 重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_自身重力的现象系统具有竖直_的加速度或加速度有竖直_的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力_的现象系统具有竖直向下的加速度，且a_来源:Zxxk.Com4.要点

11、归纳（1）不论超重、失重或完全失重，物体的重力依然不变，只是“视重”改变。（2）物体是否处于超重或失重状态，不在于物体是向上运动还是向下运动，而在于物体是有向上的加速度还是有向下的加速度。（3）当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有ag的加速度效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液柱不再产生向下的压强等。（4）处于超重和失重状态下的液体的浮力公式分别为：超重状态下：F浮V排(ga)；失重状态下：F浮V排(ga)。处于完全失重状态下的液体F浮0，即液体对浸在液体中的物体不再产生浮力。例12如图所示，运动员“10

12、 m跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中。跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是BD( )A运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大B运动员向下运动(BC)的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大C运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小D运动员向上运动(CB)的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小例13(2012湖北武汉联考)如图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平

13、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，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2，重力加速度大小为g。则有A( )Aa10, a2g B. a1g，a2gCa10, a2g D.a1g ，a2g例14关于超重和失重现象的理解，下列说法中正确的是CD( )A汽车驶过拱形桥顶端时处于失重状态，此时质量没变，重力减小了B荡秋千的小孩通过最低点时处于失重状态，此时拉力小于重力C宇航员在飞船内处于完全失重状态，而正在进行太空行走的宇航员在飞船外受力平衡D电梯加速上升时，处在电梯中的人处于超重状态，受到的支持力大于重力例15在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一

14、压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是D( )思考：该同学实际受到重力如何变化？运动状态如何变化？四单位制1组成单位制由_和_共同组成。2力学单位制中的基本单位长度(m)，_，时间(s)。3导出单位力(N)，速度(m/s)，加速度(m/s2)。4作用(1)在物理计算中，一般采用国际单位制，计算过程中不必一一写出各物理量的单位，只要在计算结果中写出对应单位即可。(2)物理公式既反映了各物理量间的数值关系，同时也确定了各物理量的单位关系，因此，在解题时，可用单位制来判断计算结果是否正确。例16现有下列物理量或单位，按下

15、面的要求把相关字母填空：A密度 Bm/s CN D加速度（1）A、D、E、H、I（2）E H I(3)FJ BC E质量 Fs Gcm H长度 I时间 Jkg(1)属于物理量的是_。(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有_。(3)在国际单位制中基本单位是_， 属于导出单位的是_。巩固练习1由牛顿第二定律表达式Fma可知CD()A质量m与合外力F成正比，与加速度a成反比B合外力F与质量m和加速度a都成正比C物体的加速度的方向总是跟它所受合外力的方向一致D物体的加速度a跟其所受的合外力F成正比，跟它的质量m成反比2关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是CD()A物体的速度越大，则加速度

16、越大，所受的合外力也越大B物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零3关于单位制，下列说法中正确的是CD()Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、C是基本单位C在国际单位制中，时间的基本单位是sD在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的4质量m1 kg的物体在光滑平面上运动，初速度大小为2 m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t1 s，速度大小变为4 m/s，则这个力的大小可能是AC()A2 NB4 NC6 ND8 N5如图所示，质量m10 kg的物体

17、在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F20 N的作用，则物体产生的加速度是B(g取10 m/s2)()A0B4 m/s2，水平向右C2 m/s2，水平向左D2 m/s2，水平向右6如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是A( )A在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力7一质点受多个力的作用，处于静止状态，现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复

18、到原来的大小在此过程中，其它力保持不变，则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是C()Aa和v都始终增大Ba和v都先增大后减小Ca先增大后减小，v始终增大Da和v都先减小后增大8一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化的情况是D()A速度增大，加速度增大B速度增大，加速度减小C速度先增大后减小，加速度先增大后减小D速度先增大后减小，加速度先减小后增

19、大9摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在t0时由静止开始上升，at图象如图2所示。电梯总质量m2.0103 kg。忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2。(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示at图象，求电梯在第1 s内的速度改变量v1和第2 s末的速率v2：（1）电梯在上升过程中受到的最大拉力F1是2.2104N，最小拉力F2是1.8104N（2）电梯在第1s内的速度改变量1是0.50m/s，第2s末的速率2是1.5m/s；