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高中物理 牛顿第二定律及其应用素材 沪科版

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牛顿第二定律及其应用我们在学习力的过程中深感有两种力——弹力和静摩擦力有时难以分析确定,这绝不是我们没有学好或质疑我们的能力,当我们掌握了牛顿第二定律后,你的困惑就会迎忍而解!一、牛顿第二定律牛顿通过大量定量实验研究总结出:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向和合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。其数学表达式为: mFka;或amkF 牛顿第二定律是描述力的作用效果的,在使用过程中,建议关注如下“五性”:1、单位统一性:只有选用质量的单位为千克、加速度的单位为米/秒 2、力的单位为牛顿(使 1 千克的物体产生 1 米/秒 2的加速度的力规定为 1 牛顿)时,上式中的比例系数 k 才是 1,故使用 F=ma 时,单位一定要统一在 SI制中。2、矢量性:合外力 F 是使物体产生加速度 a 的原因,反之,a 是 F 产生的结果,故物体加速度方向总是与其受到的合外力方向一致,反之亦然。应用牛顿第二定律列方程前务必选取正方向。3、等值不等质性:虽然 ma=F,但 ma 不是力,而是反映物体状态变化情况的;虽然aFm/,但aF /仅仅是度量物体质量大小的方法,m 与 F 或 a 无关。例题 1、如图所示的小车上装有轻质杆 ABC,当小车以加速 a 水平向左运动时杆 C 端对小球的作用力为:A.ma B.mg/sinθ C.mg/cosθ D.22gam【解析】小球受竖直向下的重力和杆对小球的弹力(方向不一定沿杆)作用,据牛顿第二定律的等值性和矢量性知:这两个力的合力大用心 爱心 专心1小等于 ma,方向水平向左,由力的合成法则知 D 对.4、瞬时性:物体的加速度与其受到的合外力时刻对应,没有先后之分,只要合外力发生突变,物体的加速度就会发生突变,但速度不能突变。例题 2、一个小孩在蹦床上作游戏,他从高处落到蹦床后又被弹起到原来高度。小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如图所示,图中 oa 段和 cd 段为直线,abc 为曲线,则根据此图象可知:( )A、t1时刻小孩开始和蹦床相接触B、t2~t4时间内蹦床形变越来越大C、小孩和蹦床接触的时间为 t1~t5D、t3时刻蹦床形变量最大解析:小孩在落到蹦床前的过程中,做自由落体运动,对应于图中 o ~t1段;小孩落到蹦床后,开始,重力大于弹力,小孩加速下降,但因弹力逐渐增大,小孩受到的合力逐渐减小,故加速度逐渐减小直到零,速度达最大,对应于图中 t1~t2段;随后,弹...

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