牛頓第二定律知識點及其例題分析

1、牛頓第二定律知識要點梳理知識點一牛頓第二定律知識梳理一、牛頓第二定律1牛頓第二定律內(nèi)容：物體運動的加速度與所受的合外力處邊成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力相同。2牛頓第二定律的比例式為；表達式為。3力的單位是牛（N），1 N力的物理意義是使質量為m=1kg的物體產(chǎn)生的加速度的力。4幾點說明：（1）瞬時性：牛頓第二定律是力的瞬時作用規(guī)律，力是加速度產(chǎn)生的根本原因，加速度與力同時存在、同時變化、同時消失。（2）矢量性：是一個矢量方程，加速度a與力F方向相同。（3）獨立性：物體受到幾個力的作用，一個力產(chǎn)生的加速度只與此力有關，與其他力無關。（4）同體性：指作用于物體上的力使該物體產(chǎn)生

2、加速度。二、整體法與隔離法1連接體：由兩個或兩個以上的物體組成的物體系統(tǒng)稱為連接體。2隔離體：把某個物體從系統(tǒng)中單獨“隔離”出來，作為研究對象進行分析的方法叫做隔離法（稱為“隔離審查對象”）。3整體法：把相互作用的多個物體視為一個系統(tǒng)、整體進行分析研究的方法稱為整體法。三、正交分解法與牛頓第二定律的結合應用當物體受到兩個以上的力作用而產(chǎn)生加速度時，常用正交分解法解題，多數(shù)情況下是把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上，有：（沿加速度方向）；(垂直于加速度方向）特殊情況下分解加速度比分解力更簡單。應用步驟一般為：確定研究對象；分析研究對象的受力情況并畫出受力圖；建立直角坐標系，把力或加速度分

3、解在x軸和y軸上；分別沿x軸方向和y軸方向應用牛頓第二定律列出方程；統(tǒng)一單位，計算數(shù)值。四、用牛頓運動定律解題的一般步驟1審題，明確題意，清楚物理過程；2選取研究對象，可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)；3運用隔離法對研究對象進行受力分析，畫出受力示意圖；4建立坐標系，一般情況下可選擇物體運動方向或加速度方向為正方向；5根據(jù)牛頓運動定律、運動學公式、題目所給的條件列方程；6解方程，對結果進行分析，檢驗或討論。疑難導析一、對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律是動力學的核心內(nèi)容，在中學物理中有非常重要的地位。為了深刻理解牛頓第二定律，要從不同的角度，多層次、系統(tǒng)化地揭示其豐富的物理內(nèi)涵。概括地

4、講，牛頓第二定律有“四同”“一相對”的特點?！八耐奔赐粏挝恢?、同體、同時、同向；“一相對”即運動相對一定的參考系。同單位制統(tǒng)一國際單位制：F的單位用牛（N），m的單位用千克（kg），a的單位用米秒（)，采用同一單位制的單位時，“”中的比例系數(shù)k為1，牛頓第二定律的表達式“”才成立。同體性F、m、a三者都針對同一物體，其中F是該物體所受的外力，m是該物體的質量，a是在F作用下該物體的加速度。同時性F與a是瞬時對應的，它們同時存在，同時變化，同時消失。物體在每一時刻的瞬時加速度都是與那一時刻所受的合外力成正比的，恒力產(chǎn)生恒定的加速度，變力產(chǎn)生變化的加速度，某一方向上合外力不為零，就在這一方向上

5、產(chǎn)生加速度，加速度的方向與運動方向無關。同向性F與a的方向永遠是一致的，也就是說合外力的方向決定了物體加速度的方向，加速度的方向反映了物體所受合外力的方向。相對性在牛頓第二定律中，加速度a與參考系的選取有關，必須選取相對于地球保持靜止或做勻速直線運動的物體作為參考系（即所選參考系必須是慣性系），不然，牛頓第二定律是不成立的，通常選地球為參考系。二、關于連接體問題的求解方法1概念：所謂連接體問題，是指運動過程中幾個物體或上下疊放在一起，或前后擠壓在一起，或由間接的場力（如萬有引力、電場力、磁場力）作用在一起、或通過細繩、輕桿、輕彈簧連在一起的物體組。2思維方法：求解此類問題時，可以整體研究也可隔

6、離分析，把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質量等于各物體的質量之和，即，當整體受到的外力F已知時，可用牛頓第二定律求出整體的加速度，這種處理問題的思維方法叫做整體法。求解物體間的相互作用時，常把某個物體從系統(tǒng)中“隔離”出來，作為研究對象，分析受力情況，依據(jù)牛頓第二定律列方程。如果問題較復雜，涉及未知量較多，只“隔離”一個物體不夠，還必須再“隔離”第二個物體、第三個物體等?？偟脑瓌t是所列方程數(shù)與未知量個數(shù)相等就可以了。這種處理連接體問題的思維方法叫做隔離法。處理連接體問題通常是整體法與隔離法配合使用。作為連接體的整體，一般都是運動整體的加速度相同，可以由整體求解出加速度，然后應用于隔離后

7、的每一部分；或者由隔離后的部分求解出加速度然后應用于整體。處理連接體問題的關鍵是整體法與隔離法的配合使用。隔離法和整體法是互相依存、互相補充的，兩種方法互相配合交替使用，常能更有效地解決有關連接體問題。：如圖所示，質量為和的兩個物體用細線相連，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后豎直向上運動，在三個階段的運動中，線上張力的大?。?）A由大變小B由小變大C始終不變D由大變小再變大知識點二力學單位制知識梳理1基本物理量與基本單位力學中的基本物理量共有三個，分別是質量、時間、長度；其單位分別是千克、秒、米；其表示的符號分別是kg、s、m。2測量三個力學基本物理量的儀器測量三個力學基本

8、物理量的儀器分別是天平、停表、直尺。3單位制與國際單位制由規(guī)定了的基本物理量，依據(jù)物理規(guī)律與公式推導出的物理量的單位叫導出單位，這樣的物理量叫做導出物理量。4單位制由基本單位和導出單位共同組成國際單位制是一種國際通用、包括一切計量領域的單位制。疑難導析1基本單位在物理學中，以質量、長度、時間、電流、熱力學溫度、發(fā)光強度、物質的量共七個物理量作為基本物理量。以它們的單位千克（kg）、米（m）、秒（s）、安培（A）、開爾文（K）、坎德拉（cd）、摩爾（mol）為基本單位。2基本單位的選定原則（1）基本單位必須具有較高的精確度，并且具有長期的穩(wěn)定性與重復性。（2）必須滿足由最少的基本單位構成最多的導

9、出單位。（3）必須具備相互的獨立性。在力學單位制中選取米、千克、秒作為基本單位，其原因在于“米”是一個空間概念；“千克”是一個表述質量的單位；而“秒”是一個時間概念。三者各自獨立，不可替代。3單位制在物理學中的應用單位制的建立在物理運算中非常重要，規(guī)定了單位制就可以省去計算過程中繁雜的單位計算和書寫，而在計算過程中無須再把所有物理量的單位一一寫出，只需在式子末尾寫出所求物理量的單位即可，從而簡化計算過程。當然，必須統(tǒng)一選用國際單位制。：關于力學單位制，下列說法正確的是（ ）Akg、m/s、N是導出單位Bkg、m、s是基本單位C在國際單位制中，質量的單位可以是kg，也可以是gD只有在國際單位制中

10、，牛頓第二定律的表達式才是典型例題透析類型一力、加速度、速度的關系合外力和加速度之間的關系是瞬時關系，但速度和加速度不是瞬時關系。同時要注意是加速還是減速只取決于加速度與速度的方向，加速度與速度同向時，速度增加，加速度與速度反向時，速度減小。1、如圖所示，自由下落的小球下落一段時間后，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始，到彈簧被壓縮到最短的過程中，即彈簧上端位置AOB，且彈簧被壓縮到O位置時小球所受彈力等于重力，則小球速度最大時彈簧上端位于（ ）AA位置 BB位置CO位置 DOB之間某一位置舉一反三【變式】如圖所示，一輕質彈簧一端系在墻上的D點，自由伸長到B點。今用一小物體m把彈簧壓縮到A點，然后釋

11、放，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)恒定，試判斷下列說法正確的是（ ）A物體從A到B速度越來越大，從B到C速度越來越小B物體從A到B速度越來越小，從B到C加速度不變C物體從A到B先加速后減速，從B到C一直減速運動D物體在B點受合外力為零類型二牛頓運動定律分析瞬時加速度問題分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關鍵是分析瞬時前后的受力情況及運動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度。此類問題應注意兩種基本模型的建立。1剛性繩（或接觸面）：不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力，當剪斷（或脫離物體）后，其產(chǎn)生的彈力立即消失，不需要時間一般題目中所給細線或接觸面若不加特殊說明，均可按此模型處理。2彈

12、性繩（或彈簧）：其特點是形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，其彈力的大小往往可以看成沒來得及發(fā)生變化。做變加速運動的物體，加速度時刻在變化（大小變化或方向變化或大小、方向均變化），某時刻的加速度叫瞬時加速度。由牛頓第二定律知，加速度是由合外力決定的，即有什么樣的合外力就有什么樣的加速度與之對應，這就是牛頓第二定律的瞬時性。當合外力恒定時，加速度也恒定，合外力隨時間變化時，加速度也隨時間改變，且瞬時力決定瞬時加速度，可見確定瞬時加速度的關鍵是正確分析瞬時作用力。2、如圖甲所示，一質量為m的物體系于長度分別為、的兩根細線上，的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。（1）下面是某同學對該題的一種解法：解：設線上拉力為，線上拉力為，重力為mg，物體在三力作用下平衡剪斷線的瞬間，突然消失，物體即在反方向獲得加速度。因為，所以加速度，方向在反方向你認為這個結果正確嗎？請對該解法作出評價并說明理由。（2）若將圖甲中的細線改為長度相同、質量不計的輕彈簧，如圖乙所示，其他