牛顿第二定律

牛顿第二定律§2牛顿第二定律定律解决力学问题与运动的关系，会进行相关的判断．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能一、牛顿第二定律物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加点评：特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。明确力和加速度方(1)瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关，加速度也保持不变。合外加速度也为零(2)矢(2)矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式a=只表示加速度m的方向与合外力的方向始终一致.(3)同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体(或物体系)而言，即F与a均是对同一个研究对象而言.(4)相对性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系(5)局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于的定量关系。联步骤个物体为对象，也可以以几个物体组成ii合33nn分别以质点组中的每个物体为研究对象111222nnn统内力的，总是成对出现并且大小相等最后得到的是该质点组所受的所有外。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度)，并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用可以分解力，也可以分解加速度)。严格按照以上步骤解题，同时认真画出开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩落的这一全过程中，下列说法中正确的是D增大于小球受到的合外力。从接触弹簧到到增大，所以合力先减小后增大，因此加速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力恒定，则体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加逐渐增大．所以初始阶段物体向右做加速度当物体向右运动至AO间某点(设为O′)时，弹力减小到等于阻力，继续减小，阻力大于弹力，合力渐增大．由于加速度与速度反向，物体做加点评：(1)解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度认真分析，靠定势思维得出的先在脑子里建立起一幅较为清和判断．(2)通过此题，可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关牛顿第二定律的瞬时性【例3】(2001年上海高考题)如图(1)所示，一质量为m的物体系LL12122(1)下面是某同学对该题的某种解法：11221122222(2)若将图(1)中的细线L改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如1图(2)所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与(1)完全相同，即11 22及形变(变化要有一个过程，不能突变)，因而弹簧的弹力T不变，它与1222合变时，加速度也随着面间的动摩擦因数为，物体受到大小为20N，与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大(g取10解析：以物体为研究对象，其受力情况如图所示，建立平面直角坐标物体沿水平方向加速运动，设加速度为a，则x轴方向上的加速度ax＝a，y轴方向上物体没有运动，故a＝0，由牛顿第二定律得yxxyy所以Fcos9F=ma,F+Fsin9G=0N又有滑动摩擦力F=FN方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．(g(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．(2)求悬线对球的拉力．解析：(1)球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受的拉力F，由球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，故其加速度沿水T做出平行四边形如图所示．球所受的合外力为F＝mgtan37°合由牛顿第二定律F＝ma可求得球的加速度为合Fa=合=gtan37o=s2m车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线(2)由图可得，线对球的拉力大小为F=mg=110N=NTcos37o0.82所受合(1)小车以a=g向右加速；(2)小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的2解析：(1)向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用211112F=70N。可以看出F将随a的增大而增大。(这种情况下用平行四边形定22(2)必须注意到：向右减速时，F有可能减为零，这时小球将离开2向的夹角会改变，因此F的方向会1所以必须先求出这个临界值。当时G和F的合力刚好等于ma，所以1a的临界值为a=3g。当a=g时小球必将离开后壁。不难看出，这时412(2)箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F和斜面对箱的1解：(1)a向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所122(2)a向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，(同时正1212、竖直方向正交分解列方程和s11能得负值，这意味着绳对木块的力是推力，这是不可能的。这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a≤gtanα时F=m(gsinα-acosα)沿绳1在动力学问题中的综合应用12m22加速度一定是a=10m/s2。再由方程Fcos9(mgFsin9)=ma可求得：11F=Fm22所以有s=vm(t+t)=60m212点评：需要引起注意的是：在撤去拉力F前后，物体受的摩擦力发生可见，在动力学问题中应用牛顿第二定律，正确的受力分析和运动分析是解题的关键，求解加速度是解决问题的纽带，要牢牢地把握住这一解题的基本方法和基本思路。我本在下一专题将详细研究这一问题。A体运动的方向B．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零C体所受合外力不为零，其加速度一定不为零D．合外力变小的，物体一定做减速运动2．放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态，若其中一个力逐渐减小到零后，又恢复到原值，则该物体的C是FaFFmF比FDm过测量它的加速度和它所受aF到的合外力而求得4．在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法正确的是B．因为k＝1，所以k可有可无体施加一水平拉力，当力刚开始作用的B．物体立即获得加速度D．由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零6．质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和2N的共点力作用，小可能是7．如图所示，质量为10kg的物体，在水平地面上向左运动．物体与水水平面间的动摩擦因数为．与此同时，物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体的加速度为(gA．0B．4m/s2，水平向右8．质量为m的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F作用于物体上，将________．(填变大、变小、不变、最大、最小和零)等．BAB为_______(以原来的方向为正方向)．力为×103N，那么汽车的牵引力为N．s的最大值是N；合外力方向与运动方向相反时，合外力大小为N．14．在质14．在质量为M的气球下面吊一质量为m的物体匀速上升．某时刻悬挂物体的绳子断了，若空气阻力不计，物2M一、正确理解牛顿第二定律的瞬时性与矢量性向，只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定．当它受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬体在力F和力F的共同作用下保持静止，这说明物1221121121时发生的是物体的加速度由零变为a．所以，物体运动的加速度和合外力1向是由合外力的方向决致的，而物