高中物理 牛顿第二运动定律讲义

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1、高中物理专题——牛顿第二定律【本讲教育信息】理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围学会分析和解决两类动力学问题牛顿第二定律的几种解题思路【知识点精析】一、牛顿第二定律【基础知识梳理】1．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，加速度的方向跟物体受到合外力的方向相同。2．表达式：。3．适用范围(1)牛顿第二定律只适用于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。4．对牛顿第二定律的理解矢量性公式是矢量式，任一时刻，与总是同向瞬时性与对应同一时刻，即为某时刻的加速度

2、时，为该时刻物体所受的合外力因果性是产生加速度的原因，加速度是作用的结果同一性有三层意思：(1)加速度是相对同一个惯性系的(一般指地面)；(2)中，、、对应同一个物体或同一个系统；(3)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满足；(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)分力和加速度在各个方向上的分量也满足，即，。二、两类动力学问题1．由受力情况判断物体的运动状态，处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律()求出加速度，再由运动学的相关公式求出速度或位移。2．由物体的运动情况判断受力情况

3、，处理这类问题的基本思路是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法(平行四边形定则)或正交分解法。3．求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示：分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。三、运用牛顿运动定律解题的基本方法：牛顿运动定律是力学的核心，整个力学的知识体系都是建立在牛顿运动定律的基础上的，熟练掌握牛顿运动定律是学好力学的关键。（一）解题的基本思路1.选取合适的研究对象：在物理过程中，一般会涉及两个或两个以上的物体，通常选取我们了解得

4、相对较多的那个物体作为研究对象。2.分析受力情况和运动情况：画出示意图，分析物体的受力情况与物体的运动情况，分析物体的运动情况是指确定加速度与速度的方向，判断物体是做加速直线还是减速直线运动，或是曲线运动。3.建立直角坐标系：一般选取加速度的方向为x轴的正方向，将各个力沿坐标轴方向进行正交分解。有时为了解题的方便，而选取互相垂直的两个力的方向作为x轴和y轴，将加速度沿坐标轴进行正交分解。总之，坐标轴方向的选取要视具体问题灵活运用。4.列方程求解：如果还无法求出未知量，则可运用运动学公式求加速度。求解加速度是解牛顿运动定律题目的关键，因为加速度是联系物体受力情况与运

5、动情况之间的桥梁；如果不求出加速度，则受力情况与运动情况之间的对应关系就无法建立起来，也就无法解题。（二）题型举例1.合力、加速度与速度间的关系问题由可知，加速度与合力一一对应，但因加速度与速度在大小上无对应关系，所以合力与速度在大小上也无必然的关系。【例1】一物体在光滑水平面上，初速度为零，先对物体施加一向东的恒力，历时1秒钟；随即把此力改为向西，大小不变，历时1秒钟；接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟；如此反复，只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内（）A.物体时而向东运动，时而向西运动。在1分钟末静止于初始位置之东B.物体时而向东运动，时而向西运

6、动。在1分钟末静止于初始位置C.物体时而向东运动，时而向西运动。在1分钟末继续向东运动D.物体一直向东运动，从不向西运动。在1分钟末静止于初始位置之东常见错误：很多同学认为速度与合力间也有对应关系，当合力的方向改变时，速度和加速度的方向都随着改变，结果错选了B选项。正确解法：与合力相对应的是加速度而不是速度。第1秒内物体向东做匀加速直线运动，1秒末合力的方向发生了变化，加速度的方向也随着改变，但由于惯性，速度方向并未改变，在第2秒内物体做匀减速直线运动，2秒末速度减小到零，按此推理，奇数秒末物体向东的速度最大，偶数秒末物体的速度为零，因此1分钟末，物体静止于初始位

7、置之东，D选项正确。【例2】如图1所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？图1【方法突破】　利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点：(1)是联系力和运动的桥梁，根据受力条件，确定加速度，以加速度确定物体速度和位移的变化。(2)速度与位移的变化与力相联系，用联系的眼光看问题，分析出力的变化，从而确定加速度的变化，进而确定速度与位移的变化。【跟踪训练】　如图2所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体。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

8、的阻力恒定