牛顿第二定律
[知识要点]
1.运动状态的改变:
运动状态改变实质上是速度的改变,它包括两种情况:①是速度大小的
改变,②是运动方向的改变。
2.牛顿第二定律:
物体的加速度与外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向
与合外力方向相同。
①公式:F合=mas
②力是改变物体运动状态的原因。因为有了力才会产生加速度。
③1N的规定:使质量是1千克的物体产生1m/s2加速度的力是1N。
1N=1kg·m/s2
(在“牛顿”单位定义以前牛顿第二定律表示为F=kma)
④加速度是矢量,其方向和合外力方向相同。
3.平衡状态:物体处于静止或做匀速直线运动的状态,叫平衡状态。
力的平衡:物体在几个力的作用下处于平衡状态,则这种情况叫力的平衡
[重点难点分析]
1.F合=ma
①力是产生加速度的原因。它的大小决定于F合和物体质量m
②牛顿第二定律中的F是物体受到合外力,不是某一个力。比如“一个物
体静止在水平地面上,用力F提它,没有提起”。这个例子中的F只是
一个拉力,不是牛顿定律中的合外力。所以平时说的一个力F不等同于
物体的合外力。
③加速度的方向决定于合外力的方向。它总和合外力方向相同。
④牛顿第二定律是动力学问题的关键,一定要重视。
2.合外力、加速度和物体运动速度的关系:
①当物体受到合外力的方向和物体的运动方向相同时,物体做加速运动。
当合外力逐渐减小时,加速度逐渐减小,但速度越来越大。
②当物体受到合外力的方向和物体运动方向相反时,物体做减速度运动。
不管加速度多大,物体的速度总是减小的。
3.解题思路:
①用牛顿第二定律解题,先要画出物体的简单图形
②正确分析物体的受力。(有合力、分力时,分析合力就不分析它的分
力,分析分子就不说它的合力。比如右上图,把物体说成“下滑力”
和“压力”就不说“重力”,说“重力”就不说“下滑力”和“压力”
4.当解题的结果阻力或加速度是负值时,答案时一定要注意加上方向。比
如:a=-5m/s2 就应该答:“物体的加速度是5m/s2,物体做减速运动
(或方向和物体的运动方向相反)。
[例题选解]
1.一个原来静止的物体,质量是7千克,受到14牛的力的作用,求物体的加
速度和5秒末的速度。
解:根据牛顿第二定律:F=ma
14N=7kg×a
a=2m/s2
vt=v0+at=0+2m/s2×5s=10m/s
2.质量为m的木箱在粗糙水平地面上,当用水平推力F作用于物体上时,物体
产生的加速度为a,若作用力变为2F,而方向不变,则木箱产生的加速度a'
A.大于2a B.等于2a C.小于2a,大于a D.等于a
分析:木箱在水平面上受到2个力的作用,向前的拉力,向后的阻力。根
据牛顿第二定律 F=ma 有:
F-f = ma
2F-f = ma'
由第二个式得 2(F-f) + f=ma'
2ma+ f=ma'
所以 a'>2a