高中物理牛顿第二定律学案5新人教版必修.doc

版权所有，侵权必究！

牛顿第二定律

【学习目标】

1.理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义
2.会用牛顿第二定律处理两类动力学问题
【自主学习】

一、牛顿第二定律
1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，
加速度的方向跟 方向相同。
2.公式：
3.理解要点：
（1）F=ma 这种形式只是在国际单位制中才适用
一般地说 F＝kma，k 是比例常数，它的数值与 F、m、a 各量的单位有关。在国际单位制中， 即 F、m、a 分别用 N、kg、m/s2 作单位，k=1，才能写为 F=ma.
（2）牛顿第二定律具有"四性"
①矢量性：物体加速度的方向与物体所受 的方向始终相同。
②瞬时性：牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外 力总是同生、同灭、同时变化，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度
的关系问题。
③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际
加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度的各个方向上的分量关系

Fx=max
也遵从牛顿第二定律，即：

Fy=may
④相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。
4.牛顿第二定律的适用范围
（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（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宏观物体（相对于分子、原子） 低速运动（远小于光速）的情 、
况。

二、两类动力学问题
1.已知物体的受力情况求物体的运动情况
根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律 F=ma 求出物体的 加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况--物体的速度、位移或
运动时间。
2.已知物体的运动情况求物体的受力情况
根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律求

1页

版权所有，侵权必究！

出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路，可用如下所示的框图来表示：
第一类 第二类
物体的受 物体的加 物体的运

在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量 v0、v1、a、s，一个标量 t。
力情况 速度 a 动情况
在动力学公式中有三个物理量，其中有两个矢量 F、a，一个标量 m。运动学和动力学中公共
的物理量是加速度 a。在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确
定力，关键在于加速度 a，a 是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
【典型例题】

例 1.质量为 m 的物体放在倾角为a的斜面上，物体和斜面间的动摩擦系数为m，如沿水平
方向加一个力 F，使物体沿斜面向上以加速度 a 做匀加速直线运动，如下图甲，则 F 多大？
a
F

例 2.如图所示，质量为 m 的人站在自动扶梯上，
扶梯正以加速度 a 向上减速运动，a 与水平方向
的夹角为q，求人受的支持力和摩擦力。


a


v

q
例 3.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入
风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。 如图） （
（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动。这时小球所受
的风力为小球所受重力的 0.5 倍，求小球与杆间的动摩擦因数。
（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为 37°并固定，则小球从静止出发在
细杆上滑下距离 s 所需时间为多少？（sin37°＝0.6，cos37°=0.8）

例 4.如图所示，物体从斜坡上的 A 点由静止开始滑到斜坡底部 B 处，又沿水平地面滑行到 C
处停下，已知斜坡倾角为q，A 点高为 h，物体与斜坡和37° 地面间的动摩擦因数都是m，物体
由斜坡底部转到水平地面运动时速度大小不变，求 B、C 间的距离。

【针对训练】 A
h
1.一个木块沿倾角为a的斜面刚好能匀速下滑，若这个斜面倾角增大到b
q

（a＜b＜90°） 木块下滑加速度大小为（ ，则
）
B
C

A．gsinb B．gsin（b-a）

C．g(sinb-tanacosb) D．g(sinb-tana)

2.一支架固定于放于水平地面上的小车上，细线上一端系着质量为 m 的小球，另一端系在支

2页

v

版权所有，侵权必究！

架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为q，此时放在小车上质量 M 的 A

物体跟小车相对静止，如图所示，则 A 受到的摩擦力大小和方向是（ ）

A．Mgsinq，向左

B．Mgtanq，向右

C．Mgcosq，向右

D．Mgtanq，向左


q


A

3.重物 A 和小车 B 的重分别为 GA 和 GB，用跨过定滑轮的细线将它们连接起来，如图所示。

已知 GA＞GB，不计一切摩擦，则细线对小车 B 的拉力 F 的大小是（ ）

A．F＝GA

B．GA＞F³GB

C．F＜GB


A


B

D．GA、GB 的大小未知，F 不好确定
4.以 24.5m/s 的速度沿水平面行驶的汽车上固定

一个光滑的斜面，如图所示，汽车刹车后，经 2.5s

停下来，欲使在刹车过程中物体 A 与斜面保持相对
A
q

静止，则此斜面的倾角应为 ，车的行

驶方向应向 。 g 取 9.8m/s2） （

5.如图所示，一倾角为q的斜面上放着一小车，小车上吊着小球 m，小车在斜面上下滑时，

小球与车相对静止共同运动，当悬线处于下列状态时，分别求出小车下滑的加速度及悬线的

拉力。

（1）悬线沿竖直方向。

（2）悬线与斜面方向垂直。

（3）悬线沿水平方向。
【能力训练】

一、选择题


q


12


3

1.A、B、C 三球大小相同，A 为实心木球，B 为实心铁球，C 是质量与 A 一样的空心铁球，三

球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则（ ）

A．B 球下落的加速度最大 B．C 球下落的加速度最大

3页