3、第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题

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1、牛顿第二定律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，加速度的方向跟作用力的方向相同。2．表达式F＝ma。3．适用范围(1)只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系；(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理微观粒子的高速运动问题。牛顿第二定律的“五个性质”(1)矢量性：公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a同向。(2)瞬时性：a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，则F为该时刻物体所受到的力。(3)因果性：F是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力。(4)同一性：①加速度a相对同一惯性

2、系(一般指地面)。②F＝ma中，F、m、a对应同一物体或同一系统。③F＝ma中，各量统一使用国际单位。(5)独立性：①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。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遵从牛顿第二定律，即：Fx＝max，Fy＝may。1．关于力和运动关系的几种说法中，正确的是(　　)A．物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向B．物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零C．物体所受合外力不为零时，其加速度一定不为零D．物体所受合外力变小时，一定做减速运动解析：选C　由牛顿第二定

3、律F＝ma可知，物体所受合外力的方向就是物体加速度的方向，但合外力的方向与运动方向没有必然联系。合外力的方向可以与物体的运动方向相同(例如匀加速直线运动)，也可以与物体的运动方向相反(例如匀减速直线运动)，还可以与物体的运动方向不在同一条直线上(例如曲线运动)，故A错；物体所受合外力不为零，说明其加速度不为零，但其速度可能为零(如物体竖直上抛上升到最高点时)，故B错，C对；当物体所受合外力减小时，其加速度一定减小，若此时合外力的方向与物体的运动方向相同，则物体仍做加速运动，故D错。牛顿运动定律的应用1．两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况；

4、(2)已知运动情况求物体的受力情况。2．解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图3－2－1。图3－2－11．两类动力学问题的基本解题方法(1)由受力情况判断物体的运动状态：①先求出几个力的合力；②由牛顿第二定律求出加速度；③根据运动学公式，求出物体在任一时刻的速度和位移。(2)由运动情况判断物体的受力情况：①已知加速度或根据运动规律求出加速度；②应用力的合成和分解法则或正交分解法求出牛顿第二定律中的合力；③由合力确定各方向上未知力的大小。2．两类动力学问题的解题步骤(1)明确研究对象。根据问题的需

5、要和解题的方便，选出被研究的物体。(2)分析物体的受力情况和运动情况。画好受力分析图和过程图，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。(4)求合外力F合。(5)根据牛顿第二定律F＝ma列方程求解，必要时要对结果进行讨论。2．如图3－2－2所示，抗震救灾运输机在某场地缷放物资时，通过倾角为30°的固定光滑斜轨道面进行。有一件质量为m＝2.0kg的小包装盒，由静止开始从斜轨道的顶端A滑至底端B，然后又在水平面上滑行一段距离后停下。若A点距离水平面的高度h＝5.0m，重力加速度

6、g取10m/s2(不计斜面和地面接触处的能量损耗)，求：图3－2－2(1)包装盒由A滑到B所经历的时间；(2)若小包装盒与地面间的动摩擦因数为0.5，包装盒在水平地面上还能滑行多远？解析：(1)对物体进行受力分析，由牛顿第二定律，得：mgsinθ＝ma，a＝gsinθ＝5m/s2包装盒沿斜面由A到B的位移为xAB＝＝10m设包装盒由A到B做匀加速运动的时间为t则xAB＝at2解得：t＝＝2s。(2)由牛顿第二定律有μmg＝ma′在B点速度v＝at代入数据，得x＝＝10m。答案：(1)2s　(2)10m单位制1．单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制

7、。2．基本单位基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是kg、s、m。3．导出单位由基本量根据逻辑关系推导出的其他物理量的单位。国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n摩[尔]mol发光强度Iv坎[德拉]cd3．关于单位制，下列说法中正确的是(　　)A．kg、m/s、N是导出单位B．kg、m、C是基本单位C．在国际单位制中，时间的基本单位是sD．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的解

8、析：选CD　kg、m是基本单位，m/s、N、C是导出单位，在国际单位制中，时间的基本单位是s，