牛顿第二定律及其应用200431212428624.doc

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1、牛顿第二定律及其应用瞿珺一．牛顿第二定律1：内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。2：公式：=ma3:适用条件：仅适用于惯性参考系，在宏观、低速条件下成立。4：理解牛顿第二定律时注意的问题(1)．瞬时性：=ma是对运动过程中的每一个瞬间成立的某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比．[例1](2001年上海高考)如图1甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为、的两根细线上，的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为，水平拉直，物体处于平衡状态．现将线剪断，求剪断瞬时物体的加速度？若将

2、甲中的细线改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图1乙所示，其他条件不变，求剪断瞬时物体的加速度？（2）．矢量性：作用力和加速度a都是矢量，所以牛顿第二定律的表达式是一个矢量表达式，它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同．[例2]如图2，电梯与水平面夹角，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？图2（3）独立性：作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和，合力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律。（4）相对性：加速度a是相对惯性参照系二

3、：运用牛顿第二定律解题的基本思路(1)取对象——通过审题明确已知条件和所求量，确定研究对象．‘(2)画力图——采用隔离法（整体法），对物体进行受力分析，并掌握动态过程中的受力分析的方法．明确质量一定的物体做匀变速直线运动时物体的加速度恒定，则所受合外力必然恒定，其方向必定与加速度方向一致，若物体的加速度随时间变化则物体所受合外力必随时间变化．(3)定方向——当研究对象所受的外力不在一条直线上时；如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，则建立直角坐标系，把力（或加速度）进行正交分解，一般把各个力分解到沿运动方向和

4、垂直运动方向上．(4)列方程——根据牛顿第二定律列出方程．(5)求解——统一单位制后，代数值人方程求解，并对计算结果从物理意义方面予以说明．，三：动力学的两类基本问题(1)已知力求运动，应用牛顿第二定律求加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式求出物体的运动情况——任意时刻的位置和速度，以及运动轨迹。(2)已知运动求力，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律，推断或者求出物体的受力情况。[例3]风洞实验室中可产生水平方向的，大小可以调节的风力。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。①当杆在水平

5、方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受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度并固定，则小球从静止出发在37细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin37=0.6,cos37=0.8)37四：超重和失重(1)超重：物体具有向上的加速度．处于超重的物体对支持面的压力N(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg．即N=mg+ma(a>0)(2)失重：物体具有向下的加速度．处于失重的物体对支持面的压力N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg．即N=mg-m

6、a．当a=g时N=0即物体处于完全失重．(a>0)对超重和失重的理解应注意以下三点：·①当物体处于超重和失重状态时，物体的重力并没有变化．②物体是否处于超重状态或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，即不取决于速度方向，而是取决于加速度方向．③当物体处于完全失重状态(a=g)时，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、液体柱不再产生向下的压强等．[例4l如图3中，A为电磁铁、C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点，当o电磁铁通电，铁片

7、被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为()A．F=MgAB．Mg(M+m)gC图3五:连接体问题连接体通常是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的物体系统．解决连接体问题时，首先应注意研究对象的选取，还应明确物体之间的相互作用及物体与物体之间的关系．解决连接问题的基本方法是：(1)选取最佳的研究对象．选取研究对象可采取“先整体，后隔离”或“分别隔离”等方法．一般当各部分加速度大小、方向相同时，可当整体考虑，当各部分的加速度大小、方向不相同时，要隔离考虑．(2)对确定的研究对象进行受力分析，

8、依据牛顿第二定律列出方程式，并解方程求出答案[例5]如图4质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为µ。已知在水平推力F的作用下，A。B做加速运动。A与