人教版高中物理必修一第15讲:牛顿第二定律(学生版)辅导讲义
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草图。
(4) 依对象所处状态或过程中的运动、受力、做功等特点;选择适当的物理规律。(牛二、及运动学公式;动量
定理及动量守恒定律;动能定理及机械能守恒定律)在运用规律前:设出题中没有的物理量,建立坐标系,规定正
方向等。
(5) 确定所选规律运动用何种形式建立方程(有时要运用到几何关系式)
(6) 确定不同状态、过程下所选的规律,及它们之间的联系,统一写出方程,并给予序号标明。
(7) 统一单位制,求解方程(组)代入数据求解结果。
(8) 检验结果,必要时要进行分析讨论,最后结果是矢量的还要说明其方向。
3.力、加速度、速度的关系
F 合的方向决定了 a 的方向。F 合与 a 的大小关系是 F=ma,不论速度是大、还是小、或为零,都有 a 。
只有 F 合=0 加速度才能为零,一般情况下,合力与速度无必然的联系。
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m
a
4.动力学的两大基本问题求解:受力情况 运动情况联系力和运动的桥梁是 a
关键:分析清楚受力情况和运动情况。弄清题给物理情境,a 是动力学和运动学公式的桥梁
受力情况 牛顿第二定律 a 运动学公式 运动情况
5.连接体处理方法: 连接体:由两个或几个物体组成的物体系统,称连接体。特点:各个物体具有共同的加速度。 隔离体:把其中某个物体隔离出来,称为隔离体。 整体法:连接体各物体具有共同的加速度,求整体的加速度可把连接体视为一个整体。 隔离法:求连接体间的相互作用力,必须隔离出其中一个物体,对其用牛顿第二定律,此法称为隔离法。 注意辩明:每个隔离体运动方向及加速度方向。 两方法一般都以地面作为参考系,单用隔离法一般都能解决问题,但有时交叉使用,可使解题简捷方便。
1
(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解 (4) 列出运动学方程或第二定律方程 F 合=a 合;Fx 合=ax 合;Fy 合=ay 合 用 a 这个物理量把运动特点和受力特点联系起来 (5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.
2.物理解题的一般步骤:
1.掌握牛顿第二定律的内容、公式; 2.掌握验证牛顿第二定律的重要实验; 3.学会用正交分解、矢量三角形等几何方法计算加速度; 4.理解牛顿第二定律和第一定律的联系。
一、牛顿第二定律 1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a 的方向与 F 合的方向总是相同。 2.表达式:F=______或 a=______ 揭示了:①力与______的因果关系,力是产生______原因和改变物体运动状态的原因; ②力与 a 的定量关系 3.对牛顿第二定律理解: (1)F=ma 中的 F 为物体所受到的______力. (2)F=ma 中的 m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统) 做受力分析时,如果 F 是系统受到的合外力,则 m 是系统的______质量. (3)F=ma 中的 F 与 a 有瞬时对应关系, F 变 a 则变,F 大小变,a 则大小变,F 方向变 a 也方向变. (4)F=ma 中的 F 与 a 有矢量对应关系, a 的方向一定与 F 的方向相同。 (5)F=ma 中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度. (6)F=ma 中,F 的单位是牛顿,m 的单位是 kg,a 的单位是 m/s2. (7)F=ma 的适用范围:宏观、低速 4.理解时应应掌握以下几个特性。 (1) 矢量性 F=ma 是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。 (2) 瞬时性 a 与 F 同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变,a 的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。 (3) 独立性 (力的独立作用原理) F 合产生 a 合;Fx 合产生 ax 合;Fy 合产生 ay 合 当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力 的独立作用原理。因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。 (4)同体性 F=ma 中 F、m、a 各量必须对应同一个物体 (5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系); 只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。 牛顿运动定律的应用 1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤: 选取研究对象 (2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况
类型一:分析加速度变化 例 1. 如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一 高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。 在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是()
(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、
共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
(2) 选取研究对象:可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。(用整体法或隔离法);寻找所研究物理状
态和过程。
(3) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况、做功情况及能量的转化情况,画出受力或运动
牛顿第二定律
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合力与加速度同向时,物体加速。反向时,减速。
力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,产生 a 的原因。
即:力 加速度 速度变化(运动状态变化)
(4) 某时刻的受力决定了某时刻的 a,加速度大小决定了单位时间内速度变化量的大小,与速度大小无必然联系。
(5) a 的定义式和决定式的区别
定义式 a= v 定义为速度的变化量与所用时间的比值;决定式 a F合 说明了 a 与所受的 F 合和 m 有关。