高中物理 模块要点回眸 第25点“八大特性”诠释牛顿第二定律素材 沪科版1 精

第25点 “八大特性”诠释牛顿第二定律

牛顿第二定律是描述力的作用效果的，在应用过程中要特别注意它的特性．

1．模型性．牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或看成质点模型的物体．

2．因果性．力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的惟一量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果．

3．矢量性．加速度和合力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向由合力的方向惟一决定．

4．瞬时性．物体的加速度跟它所受到的合力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合力同时产生、变化和消失．

5．相对性．定律中的加速度是以地面或相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参考系所量度的，即定律仅在惯性系中成立．

6．统一性．牛顿第二定律是实验定律，通过实验得出F ∝ma ，写成等式为F ＝kma ，其中k 为比例系数．为了使k ＝1，力、质量和加速度的单位必须统一使用国际单位制中的单位．

7．独立性．物体受到多个力的作用时，每个力都独立地产生一个加速度，且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律，就好像其他力不存在一样．

8．局限性．牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子．

对点例题 质量为2 kg 的质点同时受到相互垂直的两个力F 1、F 2的作用，其中F 1＝3 N 、F 2＝4 N ，求质点的加速度大小和方向．

解题指导 方法一：以质点为研究对象，其受力情况如图所示，根据平行四边形定则求出F 1、

F 2的合力F ＝F 21＋F 22＝

32＋42 N ＝5 N

设F 的方向与F 2成α角，如图

tan α＝F 1F 2＝34

，α＝37° 由牛顿第二定律得a ＝F m ＝52

m/s 2＝2.5 m/s 2 加速度方向与合力方向相同，即与F 2成37°角斜向上．

方法二：利用力的独立性原理

如方法一中图，a 1＝F 1m ＝32 m/s 2＝1.5 m/s 2，a 2＝F 2m ＝42 m/s 2＝2 m/s 2，tan α＝a 1a 2＝1.52＝34

，α＝37°

所以a＝a21＋a22＝ 1.52＋22 m/s2＝2.5 m/s2，方向与F2成37°角斜向上．

答案 2.5 m/s2，方向与F2成37°角斜向上

力F作用于质量为m1的甲物体时产生的加速度为a1，此力作用于质量为m2的乙物体时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度是( )

A.a1＋a2

2

B.

|a1－a2|

2

C.

a1a2

a1＋a2

D.

a1＋a2

a1a2

答案 C

解析力F作用于甲时，F＝m1a1①

力F作用于乙时，F＝m2a2②

力F作用于甲、乙整体时，F＝(m1＋m2)a3③

联立①②③得a3＝a1a2

a1＋a2

，故选项C正确．