1、第2講,牛頓第二定律 力學單位制,1牛頓第二定律：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同其數學表達式為F合ma；它反映了加速度與合外力和質量的關系 2力學單位制：物理單位分為基本單位和導出單位，它們一起組成了單位制在國際單位制中，七個基本單位是：,1怎樣理解牛頓第一定律和牛頓第二定律的關系？ 解答：(1)牛頓第一定律不是由實驗直接得出的，而是以伽利略的理想實驗為基礎，通過對大量的實驗現象進行抽象推理而來的；牛頓第二定律是由實驗直接可以得出的 (2)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例，而是牛頓第二定律的基礎，牛頓第一定律定性地給出了物體在不受力的理想

2、情況下的運動規(guī)律，在此基礎上牛頓第二定律定量地指出了力和加速度的關系：Fma.,2怎樣深入理解牛頓第二定律？ 解答：牛頓第二定律是動力學的核心內容，我們應從不同角度、多層次、系統化地理解其內涵： (1)矢量性：加速度與合外力都是矢量，兩者方向總是相同的 (2)瞬時性：加速度與合外力同時產生，同時變化，同時消失，是瞬時對應的規(guī)律 (3)同體性：加速度與合外力是反映同一物體的兩個物理量,(4)獨立性：作用于物體上的每個力各自產生加速度都遵循牛頓第二定律，而物體的合加速等于每個力產生的加速度的矢量和 (5)相對性：物體的加速度是相對地面等慣性參考系而言的,3單位制的應用與作用 解答：(1)應用：為了

3、度量的統一，一般國際統一使用國際單位制；解題中也統一為國際單位制 (2)作用：用單位可以判斷公式推導是否正確，從單位可以猜測量與量的關系,4力和運動關系的分析 解答：分析力和運動關系問題時要注意以下幾點： 1物體所受合力的方向決定了其加速度的方向，合力與加速度的大小關系是F合ma；只要有合力，不管速度是大還是小，或是零，都有加速度；只有合力為零時，加速度才能為零；一般情況下，合力與速度無必然的聯系，只有速度變化才與合力有必然的聯系,2合力與速度同向時，物體加速，反之則減速 3物體的運動情況取決于物體受的力和物體的初始條件(即初速度)，尤其是初始條件是很多同學最容易忽視的，從而導致不能正確地分析

4、物體的運動過程,1瞬時性問題分析 例1：如圖321甲所示，一質量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài),(1)現將L2線剪斷，求剪斷瞬間物體的加速度； (2)若將圖甲中的細線L1改為質量不計的輕彈簧而其余情況不變，如圖321乙所示，求剪斷L2線瞬間物體的加速度,解析： (1)對圖甲的情況，L2剪斷的瞬間，繩L1不可伸縮，物體的加速度只能沿切線方向，由mgsinma1 所以a1gsin，方向為垂直L1斜向下 (2)對圖乙的情況，設彈簧上拉力為FT1，L2線上拉力為FT2.重力為mg，物體在三力作用下保持平衡，有

5、FT1cosmg，FT1sinFT2，FT2mgtan 剪斷線的瞬間，FT2突然消失，物體即在FT2反方向獲得加速度因為mgtanma2，所以加速度a2gtan，方向與FT2反向，即水平向右,方法點撥：(1)物體在某一瞬時的加速度只取決于這一瞬間的合力，而與這一瞬時之前或之后的合外力沒有關系 (2)求解此類瞬時性問題，要注意兩個理想模型的區(qū)別：剛性繩：彈力大小可發(fā)生突變；彈簧(橡皮繩)：有彈力作用時，物體的形變量較大，恢復形變需要較長時間，在瞬時性問題中，彈力大小在某一瞬時可視為不變 (3)當物體受力突然變化時，物體的加速度也會瞬間發(fā)生變化，但是速度在該瞬間是不變的，因為速度的變化需要過程的積

6、累,變式訓練1：如圖322所示，彈簧S1的上端固定在天花板上，下端連一小球A，球A與球B之間用線相連球B與球C之間用彈簧S2相連A、B、C的質量分別為mA、mB、mC，彈簧與線的質量均不計開始時它們都處于靜止狀態(tài)現將A、B間的線突然剪斷，求線剛剪斷時A、B、C的加速度,2牛頓運動定律的簡單應用 例2：如圖323所示，質量為m1kg小球穿在斜桿上，斜桿與水平方向的夾角為37，球恰好能在桿上勻速滑動若球受到一大小為F40N的水平推力作用，可使小球沿桿向上加速滑動(g取10m/s2)，求： (1)小球與斜桿間的動摩擦因數的大?。?(2)小球沿桿向上加速滑動的加速度大小,解析：(1)對小球受力分析，由

7、平衡條件可知： mgsinf1 N1mgcos f1N1 解得tan370.75 (2)水平推力作用后，由牛頓第二定律： Fcosmgsinf2ma f2N2(Fsinmgcos) 解得a2m/s2.,方法點撥：運用牛頓運動定律解決力學問題的一般程序為：1.選擇研究對象；2.受力分析；3.合成或分解(正交分解)；4.列式計算在受力分析時，應注意被動力隨主動力變化的特點,BD,3多過程的復雜運動 例3：如圖325，足夠長的斜面傾角30.一個物體以v012m/s的初速度，從斜面上A點處沿斜面向上運動，加速度大小為a8.0m/s2(g取10m/s2)求： (1)物體沿斜面上滑的最大距離x； (2)物體從A點出發(fā)需經多少時間才能回到A處？,方法點撥：本題涉及了兩個物理過程，這類問題應抓住物理情景，帶出解決方法，對于不能直接確定的問題可以采用試算的方法，不同的物理過程之中的連接點是該點的速度具有相同值對不同的運動過程要注意力的變化特點，特別是滑動摩擦力的方向與相對運動方向有關，如該題中要關注物體上升過程和下滑過程中摩擦力的方向相反,變式訓練3：物體在與其初速度始終共線的合外力F的作用下運動取v0方向為正時，合外力F隨時間t的變化情況如圖326所示，則0t1這段時間內( ),A物體的加速度先減小后增大，速度也是先減小后增大 B物體的加速度先增大后減小，速度也是先增大后減小