基础 牛顿第二定律及其应用 知识讲解.docx

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物理总复习：牛顿第二定律及其应用

编稿：李传安 审稿：

【考纲要求】

1、理解牛顿第二定律，掌握解决动力学两大基本问题的基本方法；

2、了解力学单位制；

3、掌握验证牛顿第二定律的基本方法，掌握实验中图像法的处理方法。

【知识网络】

牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。

解决动力学两大基本问题

已知受力情况求运动情况。

已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

运动???F合=?ma??力 加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁

【考点梳理】

要点一、牛顿第二定律1、牛顿第二定律

牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。

要点诠释：牛顿第二定律的比例式为F?ma；表达式为F?ma。1N力的物理意义是

使质量为m=1kg的物体产生a?1m/s2的加速度的力。

几点特性：（1）瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，力是加速度产生的根本原因，加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。

矢量性：F?ma是一个矢量方程，加速度a与力F方向相同。

独立性：物体受到几个力的作用，一个力产生的加速度只与此力有关，与其他力无关。

同体性：指作用于物体上的力使该物体产生加速度。要点二、力学单位制

1、基本物理量与基本单位

力学中的基本物理量共有三个，分别是质量、时间、长度；其单位分别是千克、秒、米；其表示的符号分别是kg、s、m。

在物理学中，以质量、长度、时间、电流、热力学温度、发光强度、物质的量共七个物理量作为基本物理量。以它们的单位千克（kg）、米（m）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、坎德拉（cd）、摩尔（mol）为基本单位。

2、基本单位的选定原则

基本单位必须具有较高的精确度，并且具有长期的稳定性与重复性。

必须满足由最少的基本单位构成最多的导出单位。

必须具备相互的独立性。

在力学单位制中选取米、千克、秒作为基本单位，其原因在于“米”是一个空间概念；“千克”是一个表述质量的单位；而“秒”是一个时间概念。三者各自独立，不可替代。例、关于力学单位制，下列说法正确的是（）

kg、m/s、N是导出单位

kg、m、s是基本单位C．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是gD．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F?ma

【答案】BD

【解析】所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的。力学中的基本单位只有三个，即kg、m、s，其他单位都是由这三个基本单位衍生（推导）出来的。如“牛顿”（N）是导出单位，即1N=1kg·m/s（F?ma)，所以题中A项错误，B项正确。在国际单位制中，质量的单位只能是kg，C项错误。在牛顿第二定律的表达式中，F?ma（k=1）只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立，D项正确。

要点三、验证牛顿运动定律

实验原理：采用控制变量法，在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究

问题经常采用的方法。 本实验中，研究的参量有F、m、a，在验证牛顿第二定律的实

验中，可以控制参量m一定，研究a与F的关系；控制参量F一定，研究a与m的关系。要点诠释：1、求某点瞬时速度：如图求C点的瞬时速度：根据匀变速直线运动的规律,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度。T?0.1s

BD 14.70?3.90

v ? ? ?10?2m/s?0.54m/s

C 2T 2?0.1

2、求加速度：任意两个连续相等的时间内的位移之差是一恒量。即：?x?aT2?恒量

求图2物体的加速度：只有三段，直接求，

?x 6.77?6.00

a? ? ?10?2m/s2?0.77m/s2

T2 0.12

求图1物体的加速度：给出了四段，?x为后两段之和减去前两段之和，时间为2T,

?x (21.60?8.79?8.79)

a?

(2T)2

? ?10?2m/s2?1.00m/s2

4?0.12

如果纸带给出了六段，?x为后三段之和减去前三段之和，时间为3T,计算式中就是除以

9T2了。

3