20xx沪科版高中物理必修一53牛顿第二定律

20xx沪科版高中物理必修一53牛顿第二定律内容摘要：

D D ．由 m ＝ Fa 可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出 牛顿第二定律的几个特征 1．因果性 力是产生加速度的原因，反之不对，没有力也就没有加速度． 2．矢量性 公式 F＝ ma是矢量式，任一时刻， a的方向均与 F合 方向相同，当 F合 方向变化时， a的方向同时变化． 3．瞬时性 牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系， a为某一时刻的加速度， F为该时刻物体所受合外力． 4．同一性 有两层意思：一是指加速度 a相对同一惯性系 (一般指地球 )，二是指 F＝ ma中 F、 m、 a必须对应同一物体或同一个系统． 5．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，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即： Fx＝ max， Fy＝ may. 6．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． 【 例 2】 在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图 5－ 3－ 3所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，对火车运动状态的 图 5－ 3－ 3 判断中可能的是 ( ) A．火车向右运动，速度在增加 B．火车向右运动，速度在减小 C．火车向左运动，速度在增加 D．火车向左运动，速度在减小 解析 ：取小球为研究对象，由于弹簧变长了，故小球受到向左的弹力，即小球受的合力方向向左．因为加速度与合力的方向相同，所以小球的加速度方向向左． 小球的速度有两种可能：①速度方向向左与加速度的方向相同，速度增大，做加速运动；②速度方向向右与加速度的方向相反，速度减小，做减速运动． 答案 ： BC 题后反思 ：对弹簧由原长突然被拉伸了，则说明小球的合外力发生变化，力与加速度是同时产生的，并且加速度的方向就是合外力的方向． 关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是 ( ) A．加速度和力的关系是瞬时对应关系，即 a与F是同时产生，同时变化，同时消失 B．物体只有受到力作用时，才有加速度，但不一定有速度 C．任何情况下，加速度的方向总与合外力方向相同，但与速度的方向不一定相同 D．当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的合成 答案 ： ABCD 1．应用牛顿第二定律解题的步骤 (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．可以是一个整体或进行隔离，由具体情况而定． (2)进行受力分析和运动状态分析，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． 利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤 (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行讨论． 2．运用牛顿第二定律结合力的正交分解法解题 (1)正交分解法是把一个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算． 表示方法： F x ＝ F x 1 ＋ F x 2 ＋ F x 3 ＋ …… ＝ ma xF y ＝ F y 1 ＋ F y 2 ＋ F y 3 ＋ …… ＝ ma y (2)为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定 x轴正方向有两种方法： ①分解力而不分解加速度 通常以加速度 a的方向为 x轴正方向，把力分解到坐标轴上，分别求合力： Fx＝ ma， Fy＝ 0. ② 分解加速度而不分解力 若分解的力太多，比较繁锁，可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度 a，得 ax和 ay，根据牛顿第二定律得方程组 Fx＝ max， Fy＝ may. 【 例 3】 质量为 m的木块，以一定的初速度沿倾角为 θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩因数为 μ，如图 5－ 3－ 4所示，求： (1)木块向上滑动的加速度； 图 5－ 3－ 4 (2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，下滑时的加速度多大。 解析 ： (1)以木块为研究对象，在上滑时受力如图右所示．根据题意，加速度方向沿斜面向下．将各力沿斜面和垂直斜面方向正交分解．由牛顿第二定律有 mgsin θ＋ f＝ ma， N－ mgcos θ＝ 0， 且 f＝ a＝ g(sin θ＋ μcos θ)，方向沿斜面向下． (2)当木块沿斜面下滑时，木块受力如右图所示，由题意知，木块加速度方向沿斜面向下． 由。