第2节 牛顿第二定律、两类动力学问题
一、牛顿第二定律、单位制
1．牛顿第二定律
(1)内容
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比。加速度的方向与作用力的方向相同。
(2)表达式a＝或F＝ma。
(3)适用范围
①只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
2．单位制
(1)单位制由基本单位和导出单位组成。
(2)基本单位
基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米。
(3)导出单位
由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。
二、超重与失重
1．实重和视重
(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关，在地球上的同一位置是不变的。
(2)视重
①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2．超重、失重和完全失重的比较
|
|
超重现象
|
失重现象
|
完全失重
|
|
概念
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象
|
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象
|
|
产生条件
|
物体的加速度方向向上
|
物体的加速度方向向下
|
物体的加速度方向向下，大小为a＝g
|
|
原理方程
|
F－mg＝ma
F＝m(g＋a)
|
mg－F＝ma
F＝m(g－a)
|
mg－F＝mg
F＝0
|
|
运动状态
|
加速上升或减速下降
|
加速下降或减速上升
|
无阻力的抛体运动；绕地球匀速圆周运动
|
三、动力学两类基本问题
1．两类动力学问题
(1)已知物体的受力情况求物体的运动情况。
(2)已知物体的运动情况求物体的受力情况。
2．解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下：
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用。 (×)
(2)物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因此，加速度的产生要滞后于力的作用。 (×)
(3)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。 (√)
(4)失重说明物体的重力减小了。 (×)
(5)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上。 (×)
(6)研究动力学两类问题时，做好受力分析和运动分析是关键。
(√)
2．(鲁科版必修1P134T3)在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动。作用一段时间后，将水平推力逐渐减小到零(物体还在运动)，则在水平推力逐渐减小到零的过程中( )
A．物体速度逐渐减小，加速度逐渐减小
B．物体速度逐渐增大，加速度逐渐减小
C．物体速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D．物体速度先增大后减小，加速度先减小后增大
D [由题意得推力F未减小之前物体做匀加速直线运动，则可判定F>f，且ma＝F－f；当F逐渐减小时，加速度逐渐减小，但加速度方向与速度方向同向，物体仍加速；当F<f后，此时ma＝f－F，F减小，加速度增大，且加速度与速度方向相反，物体减速，综上所述，选项D正确。]
