高中物理必修1专题6牛顿第二定律的应用

高中物理必修1专题复习

牛顿第二定律的应用

一、知识要点

（一）牛顿第二定律

1、内容：物体的加速度跟物体受到的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。

2、公式：F=kma （试证明在国际单位制中k=1）

F是物体m受到的实际外力的合力；a是物体m对地的加速度 ．．

3、理解

① 逻辑性：F是原因，a是结果。

② 同一性：F、a是对同一个研究对象而言的。

③ 瞬时性：F与a瞬时对应，F变化a同时随之变化。

④ 矢量性：牛顿第二定律表达式是矢量式，F与a的方向总是相同的。

我们常常选取适当的坐标系，把牛顿第二定律写成Fx=max 且 Fy=may 的形式（独立性）。

⑤ 适用性：牛顿第二定律只适用于：宏观低速的惯性参照系中 ．．．．．．．．．

4、应用牛顿第二定律解题的思路（步骤与格式）

① 确定研究对象：

整体法或隔离法。（合理与灵活选取对象是解决物理问题的关键之一，这影响到该题能否最优解答甚至影响到能否解答。）

② 分析受力情况和运动情况

分析受力是为了表述出合外力F，分析运动是为了表述出加速度a。（在F或a的表达式中可能含有待求的未知量）

③ 依定律列式求解

当问题较简单时直接应用F=ma列式求解，当问题较复杂时我们往往建立坐标系，分解F和a，应用牛顿第二定律的正交表达式列式求解。

④ 检验结果的合法性

注意：考试的解题叙述中应严格按格式书写，保证文句通顺、逻辑严密、必须有物理理论依据、重物理分析轻数学叙述、作图规范、版面美观。

（二）力与运动的关系

当物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动）时合外力为零；当物体处于变速运动状态时，合外力不为零，且合外力的方向与加速度方向相同，大小满足F=ma 。所以我们在分析物体的受力时应同时分析物体的运动情况（主要是明确物体加速度的大小和方向）。

牛顿第二定律是联系力与运动的桥梁。当物体受若干个外力作用时，从静力学角度可求合外力，在合外力不为零的情况下将产生加速度。加速度a是描述运动的物理量，与之联系的量还有位移x、速度v、时间t等，因此，我们可从如下的两个方面来应用牛顿第二定律：一是已知受力求运动；二是已知运动求受力。

已知物体的受力情况求解物体的运动情况这类动力学问题的特点是：已知物体的受力求物体的运动量，如位移x、速度v、加速度a和时间t等。这类动力学问题一般的求解思路是：①依题意选取合适的研究对象；②对对象进行两个分析；③由牛顿第二定律求出加速度；④利用相应的运动学公式求出要求的运动量。

已知物体的运动情况求解物体的受力情况这类动力学问题的特点是：已知物体的运动量求物体受到的某些外力，如弹力、摩擦力等。这类动力学问题一般的求解思路是：①依题意选取合适的研究对象；②对对象进行两个分析；③由牛顿第二定律求出合外力；④利用相应的静力学理论求出要求的力的大小和方向。

二、例题解析

〖例1〗如图，位于粗糙水平地面上的质量为m的木块，在大小为F，方向与水平方向

成θ角的恒定拉力作用下沿地面从静止开始运动，力F作用t时间后撤去，若木块与地

面之间的动摩擦因数为μ，求：

⑴木块受拉力F作用时获得的加速度a1为多少？