第四章 第3节 牛顿第二定律-【精剖细解】2023年物理新高一初升高衔接讲义（全国通用）

第四章第3节 牛顿第二定律 ——精剖细解预习讲义 知识点回顾：牛顿第二定律 初中物理中并未学习这部分知识。 首先初中物理并没有学习牛顿第二定律的知识，对于力与运动的关系只是从定性的角度进行分析，并没有对运动与力之间的定量关系进行学习，仅仅要求学生会分析简单和直观的物理情景即可。 其次初中物理没有学习矢量的概念，对于运动类型的区分比较粗糙，只是简单学习几个运动类型，这几个运动类型并不需要复杂的定量计算，因此不需要学习牛顿第二定律。 知识点1：牛顿第二定律 1、内容 物体的加速度跟所受的合外力成正比、跟物体的质量成反比．加速度的方向跟合外力的方向相同。 2、表达式 F＝ma 3、物理意义 将力、加速度和质量直接的数量关系确定下来；将物体所受合外力与运动情况通过简单的正比关系联系起来；说明加速度的方向与引起这个加速度的合外力的方向相同。 4、适用条件 只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）； 只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况。 5、五种特性 因果性 力是使物体产生加速度的原因。 矢量性 F＝ma是一个矢量式，应用时应先规定正方向。 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循牛顿第二定律;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力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即Fx＝max，Fy＝may。 瞬时性 某一时刻的加速度只决定于这一时刻的合外力，跟这一时刻前后的合外力无关。a和F同时产生，同时变化，同时消亡。 同体性 加速度、合外力和质量是对应于同一个物体的。 6、对牛顿第二定律的理解 合外力与速度无关，与加速度有关，有力必有加速度，合外力为零时，加速度为零，但此时速度不一定为零，同样速度为零时，加速度不一定为零，即合外力不一定为零。合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。 a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同。 力与运动的关系：物体受力作用，引起运动状态变化，运动状态的改变即物体速度发生变化（速度大小或方向变化），从而产生加速度。 牛顿第一定律揭示了物体具有的固有属性——惯性，定义了惯性系，在该惯性系下牛顿第二定律才成立，给出了力、加速度和质量的定量关系。在因果关系上，牛顿第一定律仅指出了因果的定性关系，第二定律进一步明确了因果的定量关系。牛顿第一定律为牛顿第二定律的成立提供了成立的条件，牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，因为牛顿第一定律不是从牛顿第二定律中导出的。牛顿第一定律和第二定律都提出了力的概念，但是没有给出力一个明确的描述，牛顿第三定律明确提出力十物体与物体之间的相互作用，并指出他们是对称地作用在两个不同物体上。 加速度与力有瞬时对应关系，加速度随力的变化而变化；速度的改变需经历一定的时间，不能突变，而加速度可以突变。 7、牛顿第二定律的独立性原理 物体受到几个力共同作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理。 8、力的单位 根据F=kma知k=F/ma, k的大小由F、m、a三者所取的单位共同决定,三者取不同单位时,的数值不同，在国际单位制中k=1。由此可知，在应用公式F=ma进行计算时，F、m、a三者的单位必须统一取国际单位制中相应的单位。国际单位制中的基本单位有米、千克、秒(s)。 1N的物理意义;使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N,即1 N = 1 kg ·m/s2 9、牛顿运动定律的解题步骤 ①明确研究对象，根据问题的需要和解题的方便，选出研究对象，可以是单独的一个物体，也可以是一个整体。 ②对研究对象进行受力分析和运动状态分析，画出受力示意图和运动过程图。 ③建立坐标系，选取正方向，根据牛顿第二定律列方程。 ④统一单位，取国际单位制，代入数值求解。 ⑤对结果进行讨论,检查所得结果是否符合实际情况，舍去不合理的解。 10、牛顿第二定律的解题方法 合成法：当物体受两个力作用而产生加速度时，应用合成法比较简单。 应用平行四边形定则求出这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度。 F=+ a= F/m 先求出每个分力产生的加速度，再用平行四边形定则求合加速度。 =m，=m a= ax+ ay 正交分解法：将矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上的方法，物体在受到三个或者三个以上的不在同一直线上的力的作用时,一般用正交分解法。 以加速度的方向为轴的正方向建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解到轴和轴上，分别得到轴和轴上的合力和 =ma =0 若物体受几个相互垂直的力的作用，应用牛顿第