牛頓第二定律及應用

一、牛頓第二定律的內容

牛頓第二定律聯繫了運動力學與動力學

1.內容：物體的加速度跟所受的合外力大小成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

2.公式：F＝ma。

二、對牛頓第二定律的理解

1.瞬時性：牛頓第二定律說明力的瞬時效應能產生加速度，物體的加速度和物體所受的合外力總是同生、同滅、同時變化，所以它適合解決物體在某一時刻或某一位置時的力和加速度的關係問題。

2.矢量性：力和加速度都是矢量，物體的加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律的數學表達式F合＝ma中，等號不僅表示左右兩邊數值相等，也表示方向一致。

3.獨立性：當物體受到幾個力的作用時，各力將獨立地產生與其對應的加速度(力的獨立作用原理)，而物體表現出來的實際加速度是物體所受各力產生加速度疊加的結果。即：∑Fx＝max，∑Fy＝may。

4.同一性：合外力F、質量m、加速度a三個物理量必須對應同一個物體或同一個系統；加速度a相對於同一慣性關係(一般以地面為參考系)。

三、牛頓第二定律適用範圍

1.牛頓第二定律只適用於慣性參考系(相對地面靜止或勻速直線運動的參考系)。

2.牛頓第二定律只適用於宏觀物體(相對於分子、原子)、低速運動(遠小於光速)的情況。

四、應用牛頓第二定律的解題步驟

1.明確研究對象。根據問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體。

2.分析物體的受力情況和運動情況，畫出受力分析圖，明確物體的運動性質和運動過程。

3.選取正方向或建立坐標系，通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標軸的正方向。

4.求合外力F合。

5.根據牛頓第二定律F合＝ma列方程求解，必要時還要對結果進行討論。

五、兩類動力學問題

1.已知物體的受力情況求物體的運動情況根據物體的受力情況求出物體受到的合外力，然後應用牛頓第二定律F＝ma求出物體的加速度，再根據初始條件由運動學公式可以求出物體的運動情況——物體的速度、位移或運動時間。

2.已知物體的運動情況求物體的受力情況根據物體的運動情況，應用運動學公式求出物體的加速度，然後再應用牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進而求出某些未知力。