高中物理中牛顿第二定律应用的几类典型问题！-今日头条

物理好教师

一、连接体问题

此类问题高考仅限于几个物体的加速度相同的情形，求解此类问题需灵活运用整体法和隔离法。求解“内力”问题通常先对整体运用牛顿第二定律，求出系统的加速度，再用隔离法研究连接体中一个物体，即可求出物体间的相互作用力；求解“外力”问题，需先分析连接体中的一个物体，确定系统的加速度，再对整体运用牛顿第二定律，即可求出“外力”。

例l、如下图所示，质量为2m的物体A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m物块B与地面间的动摩擦因数为

，在已知水平推力F作用下，AB一起做加速运动，A和B间的作用力为______________。

解析：先把AB看作一个整体，系统受到的合外力为

，系统的加速度为

，再对物体B分析，由牛顿第二定律有

，解得

。

二、瞬时问题

牛顿第二定律反映了物体所受合外力与加速度的瞬时对应关系，当物体所受外力突然发生变化时，物体的加速度也会随之变化。求解此类问题，需分别分析物体受力变化前和变化后的受力情况，确定物体受力是如何发生突变的，再分别应用牛顿第二定律列式求解。

例2、木块A、B的质量分别为

。两木块之间用一轻弹簧相连接后放在光滑水平桌面上，用F=10N的水平恒力沿AB连线方向拉A，使A和B沿桌面滑动，如下图所示，滑动中A、B具有相同的加速度时突然撤去拉力F，求撤去拉力F的瞬间，A和B的加速度各多大？

解析：撤去拉力F时，A和B有相同加速度，对A、B整体分析，由牛顿第二定律有

，得

；研究木块B，它受到的弹力为

，撤去拉力F的瞬间，轻弹簧的形变量没有变化，木块B受力不变，此时B的加速度与原来相同仍为

；撤去拉力F的瞬间，木块A受弹簧拉力大小仍为6N，此时A的加速度为

，方向向左。

三、临界与极值问题

当物体从一种物理现象转变为另一种物理现象，或从一个物理过程转入另一个物理过程，此时往往有一个临界状态，而极值问题也伴随临界问题的出现而出现。详细分析物理过程，根据条件或状态变化，找出临界点或临界条件，是求解此类问题的关键。

例3、如下图所示，质量为m=1kg的物块放在倾角为

=37°的斜面体上，斜面质量为

，斜面与物块间的动摩擦因数为

，地面光滑，现对斜面体施一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围。

解析：（1）设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为

，此时物块受力如下图所示，取加速度的方向为x轴正方向：

对物块分析，在水平方向有

，竖直方向有

，对整体有

，代入数值得

，

。

（2）设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为

，对物块受力分析，在水平方向有

，竖直方向有

，对整体有

，代入数值得

综上所述可知推力F的取值范围为：

。

四、超重与失重问题

质量为m的物体以加速度a竖直向上运动时，它对水平支持面的压力

（或对竖直悬线的张力

）大于重力，

，常说物体超重了ma；同理物体以加速度a竖直向下运动时，

，常说物体失重了ma。

解决超重与失重问题的首要任务是对系统进行受力分析，确定物体在竖直方向上是否有加速度，从而确定物体是否超重或失重，明确物体加速度的方向是求解超重与失重问题的关键。

例4、如下图所示，有一质量为m的木块在质量为M的粗糙斜面上匀减速下滑，则地面受到的正压力为：

A. 等于

；

B. 大于

；

C. 小于

；

D. 无法确定。

解析：分析M、m运动状态，知M、m整体有竖直向上的加速度分量，处于超重状态，整体对地面的压力大于

，选B。

五、传送带问题

传送带广泛应用于工农业生产，中学物理也常引入该模型，这样既能提高学习物理的兴趣，又能够培养观察问题分析问题的能力。

求解此类问题应认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定物体是否受到滑动摩擦力的作用，如果受到滑动摩擦力应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况。求解此类问题的关键是找准临界情况，即物体与传送带速度相等是传送带问题的临界情况，此时物体受到的摩擦力会发生突变，有时摩擦力的大小发生突变，有时摩擦力的方向发生突变。

例5、如下图所示为车站使用的水平传送带模型，传送带长L＝8m，现有一质量为m=10kg的旅行包以