专题三第2讲牛顿第二定律 (2).ppt

【牛顿第二定律详解】 牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一，它阐述了力、质量和加速度之间的定量关系。具体来说： 1. 内容：牛顿第二定律指出，一个物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向相同。数学表达式为 F = ma，其中 F 是合外力，m 是物体的质量，a 是物体的加速度。 2. 理解牛顿第二定律： - 因果性：力是产生加速度的原因，加速度是力的结果。 - 矢量性：力和加速度都是矢量，即它们有大小和方向。 - 瞬时性：加速度与力的关系是瞬时的，即力发生变化时，加速度立即作出相应的变化。 - 同体性：加速度和合外力作用于同一物体上。 - 相对性：定律在惯性系中成立，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。 3. 惯性系与非惯性系： - 惯性系：遵循牛顿运动定律的参考系，例如地球表面相对静止或匀速直线运动的系统。 - 非惯性系：不遵循牛顿运动定律的参考系，例如加速运动的车辆。在非惯性系中，需要引入惯性力（F = -ma）来保持牛顿定律的适用。 4. 适用范围：牛顿第二定律适用于宏观物体的低速运动，不适用于微观粒子和高速（接近光速）运动的物体。 **跟踪训练解析：** 1. 当电梯以1/3g的加速度竖直加速下降时，物体受到的拉力 T 由牛顿第二定律 F = ma 得出，T = mg - m·1/3g = 2mg/3，所以答案是 B。 2. 安全带对乘员的作用力 F 由牛顿第二定律得出，F = ma，其中 a = 6 m/s²，m = 70 kg，得到 F ≈ 420 N，最接近 B选项。 3. 加速度与速度的关系：当加速度与速度同向，速度增大；反向则速度减小。分析速度变化需先考虑合力变化。因此，当合力逐渐减小但方向不变时，物体的加速度减小，但速度仍增加，只是增加速度变慢，答案是 D。 4. 木块接触弹簧后，刚开始弹簧的弹力小于恒力，物体继续加速，随着弹簧压缩，弹力增加，当弹力等于恒力时开始减速，速度达到最大。在弹簧最大压缩时，物体的加速度不为零，因为还有恒力作用，答案是 C。 **瞬时加速度问题分析：** 1. 力和加速度的瞬时对应关系意味着加速度随合外力的改变而即时改变，力为零时加速度也为零。 2. 求瞬时加速度的力学模型，如轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳，它们都是理想化的模型，考虑它们的弹性性质和在不同情况下的力的传递特点，对于分析物体运动状态非常有帮助。 以上是对牛顿第二定律及其应用的详细解释，包括概念、公式、实例解析以及力学模型的理解。这些内容对于理解和解决物理学中的动力学问题至关重要。