【文章內(nèi)容簡介】 所受外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向跟外力的方向相同。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為在國際單位制中。 應(yīng)用牛頓第二定律解決問題時要注意如下幾個問題 ①牛頓第二定律只適用于慣性系，即把地球看作靜止的；以地球為參照系或相對慣性系做勻速直線運(yùn)動的系統(tǒng)；只適用于低速宏觀的領(lǐng)域。 ②力與加速度的瞬時性和矢量體。物體所受合力和物體的加速度同時出現(xiàn)和消失，加速度的方向與合力方向一致。 ③力的獨(dú)立作用原理。物體受的多個力各產(chǎn)生各的加速度，互不干擾，可以利用力和加速度矢量法則進(jìn)行處理。 牛頓第三定律：對于每一個作用力，必然有一個等值反向的反作用力。作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)的，它們同時存在，同時消失，分別用在兩個相互作用的物體上。 對牛頓第三定律的理解要注意以下問題。 (1)要區(qū)分平衡力，作用力與反作用力，從作用點(diǎn)角度分析：平衡力作用在一個物體上而作用力與反作用力分別作用在相互作用的不同物體上。從力的性質(zhì)角度分析：作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力而平衡力沒有這個制約，不同性質(zhì)的力也可以平衡。從力的依存關(guān)系角度分析：作用力與反作用力相互依存，同時產(chǎn)生和消失，而平衡力卻不存在相互依存的關(guān)系。 (2)在低速運(yùn)動范圍，不論定靜止物體間的相互作用，還是運(yùn)動物體間的相互作用；不論是勻速運(yùn)動物體間的相互作用，還是加速運(yùn)動物體間的相互作用；不論是持續(xù)的相互作用，還是短暫的相互作用，都遵循牛頓第三定律。 （3）正確理解各物理量的數(shù)量關(guān)系 牛頓第二定律給出了加速度與力和質(zhì)量三個物理量之間的定量關(guān)系，即力的大小等于質(zhì)量和加速度的大小的乘積。它只是指出F與ma的數(shù)量相等，但決不能把F與ma看成相同的物理量。如果在分析做加速運(yùn)動的物體受力情況時，把ma也作為一個外力算進(jìn)去，認(rèn)為有一個所謂“加速力”，顯然是錯誤的。實際上加速度a是由合外力F產(chǎn)生的，并不存在“加速力”。 （4）正確理解它們之間的方向關(guān)系。 力和加速度都是矢量，牛頓第二定律不僅表明力和加速度之間的大小關(guān)系，也確定了它們之間的方向關(guān)系。即加速度的方向總是跟合外力的方向相同。我們必須抓住加速度方向和合外力方向一致性這個關(guān)鍵，不要把力的方向和物體運(yùn)動（速度）的方向聯(lián)系在一起，不能認(rèn)為物體總是沿著它所受的合外力方向運(yùn)動。 (5）力和加速度之間是瞬時對應(yīng)的 公式所確立的力和加速度的關(guān)系是一個瞬時關(guān)系，也就是說物體受到合外力時，立即產(chǎn)生一個加速度，合外力不變（恒力），加速度也不變（勻變速運(yùn)動）；合外力大小或方向改變時，加速度的大小或方向也立即相應(yīng)改變；當(dāng)合外力變?yōu)榱銜r，加速度也立即變?yōu)榱?。兩者同時存在，同時變化，同時消失，且一一對應(yīng)。不要認(rèn)為物體在某一瞬時受到合外力獲得加速度后就永遠(yuǎn)保持這個加速度，只有當(dāng)合外力是一個大小和方向都不變的恒力時，物體才能獲得一個恒定不變的加速度。 還應(yīng)注意：合外力（或加速度）的大小與速度的大小沒有直接關(guān)系。不能認(rèn)為合外力大則速度一定大，合外力小則速度就不可能大。其實物體所受合外力大，使物體產(chǎn)生的加速度也大，但它的速度是否大還要取決于初速度和加速運(yùn)動的時間等因素。 （6）單位： 公式三者間的單位關(guān)系，只有單位采用國際單位制或厘米克秒制時，公式才能成立。 解題時單位要統(tǒng)一，一般一律用國際單位制單位。 （7）注意定律的適用范圍 牛頓第二定律只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動問題，而不能用來解決微觀粒子和高速運(yùn)動問題。而且在應(yīng)用牛頓第二定律時，必須選擇慣性參照系，即對地面靜止或勻速直線運(yùn)動的坐標(biāo)系。所以公式中的加速度a是相對于地面靜止或勻速直線運(yùn)動的參照物來說的。 物體在不同的受力情況下的運(yùn)動狀態(tài) 牛頓運(yùn)動定律揭示了運(yùn)動和力的關(guān)系，使我們認(rèn)識到力是物體運(yùn)動狀態(tài)變化的原因。物體做這樣或那樣的運(yùn)動，正是由于物體受力情況和起始條件不同的緣故?，F(xiàn)就幾種常見運(yùn)動列表說明如下：運(yùn)動狀態(tài)合外力（F）加速度（a）起始條件運(yùn)動規(guī)律v0=0s=0靜止勻速直線運(yùn)動F=0a=0v0185。0為一定值s=vt初速度為零勻加速直線運(yùn)動v0=0初速度不為零勻加速直線運(yùn)動F=恒量F與 v0同方向a=恒量v0185。0v0與a同方向初速度不為零勻減速直線運(yùn)動F與 v0反方向v0185。0v0與a反方向自由落體運(yùn)動 豎直上拋物體的運(yùn)動F=mgmg與v0反方向a=－gv0185。0豎直向上，v0與g反向 平拋物體的運(yùn)動F=mgmg與v0垂直a=gv0185。0為水平方向，v0與g垂直 勻速圓周運(yùn)動F大小恒定，方向指向圓心大小恒定方向指向圓心 v0185。0大小一定，為圓弧的切線方向，a與v0時刻垂直 且恒指圓心簡諧振動F為變量方向時刻指向平衡位置在回復(fù)力作用下的振動阻力f=0F=－kx機(jī)械能守恒 驗證牛頓第二定律的實驗 實驗注意： （1）實驗中始終要求砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，前者的總質(zhì)量最好不要超過后者總質(zhì)量的1/10。只有這樣，砂和砂桶的總質(zhì)量才能視為小車的拉力。 （2）實際上，小車和木板間是有摩擦力的，而且這個力通常是不能忽略的，因此實驗時需把木板墊高其右端，讓小車重力的下滑分力與小車所受的摩擦力平衡。平衡摩擦力時不要掛小桶，但應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)間距基本均勻，就表明小車受到的阻力與小車重力下滑分力平衡。 實驗結(jié)果分析： 本實驗所畫出的圖線可能會出現(xiàn)如圖所示的幾種情況。造成甲圖的原因是木板傾角過大，在未加拉力時小車已做加速運(yùn)動，造成乙圖結(jié)果的原因與前者恰好相反。造成丙圖及丁圖的原因是m與M相差不夠懸殊，未能滿足m163。M這一實驗條件。 曲線運(yùn)動 萬有引力曲線運(yùn)動：知識要點(diǎn)： 獨(dú)立性原理： ①力的獨(dú)立作用原理：幾個力同時作用在一個物體上，如果所有的力或其中幾個力各自都使物體產(chǎn)生相應(yīng)的加速度，每個力產(chǎn)生的加速度恰好和其余的力不存在時一樣。 ②運(yùn)動的獨(dú)立性原理：一個物體同時參加兩個或更多的運(yùn)動，這些運(yùn)動都具有獨(dú)立性，其中的任何一個運(yùn)動并不因為有另一個運(yùn)動的存在而有所改變，合運(yùn)動就是這些相互獨(dú)立運(yùn)動的迭加。獨(dú)立性原理是解決曲線運(yùn)動問題的理論基礎(chǔ)和處理方法的依據(jù)。 做曲線運(yùn)動物體的速度特點(diǎn)，由于質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時刻）的即時速度方向在曲線這一點(diǎn)的切線上，所以曲線運(yùn)動的速度方向是時刻改變的。即曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 （1）物體做曲線運(yùn)動由于速度是變化的，所以曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，有加速度，合外力不為零，且合外務(wù)方向必與速度方向有夾角，（）這是物體做曲線運(yùn)動的條件。 （2）研究曲線運(yùn)動的方法是運(yùn)動的合成。平拋運(yùn)動是水平方向的均速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。恒定，平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。 物體做曲線運(yùn)動的條件。物體做勻速圓周運(yùn)動必須具備兩個條件：一是有初速度；二是其所受合力大小不變，方向始終與速度方向垂直而指向圓心。 由于物體所受合力大小不變，方向改變，指向圓心，稱之向心力，則物體加速度大小不變，方向改變，指向圓心，稱之向心加速度，其作用是只改變線速度方向，不能改變線速度大小。由于加速度不恒定，所以勻速圓周運(yùn)動是非勻變速曲線運(yùn)動。 星體運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動的特例。是星體間的萬有引力“充當(dāng)”圓運(yùn)動的向心力。如果物體合外力的方向與物體的速度方向一致，根據(jù)牛頓第二定律，其加速度方向也必然與速度方向一致。即這種情況下的合外力只改變物體運(yùn)動速度的大小而不改變物體的運(yùn)動方向。如果物體所受合外力方向與物體速度方向垂直，則其加速度方向也與速度方向垂直，此時合外力只改變物體速度的方向而不改變速度的大小。如果物體所受合外力方向與物體速度方向成一個角度。我們可以把這個合外力分解為與速度平行，與速度垂直兩個分力，這兩個分力根據(jù)力的獨(dú)立作用原理要分別改變速度的大小和速度的方向。總之只要合外力方向與速度方向不在一條直線上，而是成一角度，物體就做曲線運(yùn)動。 平拋運(yùn)動 物體做平拋運(yùn)動的條件：物體只受重力作用，而且初速度必須與重力垂直，即沿水平方向。平拋運(yùn)動只受重力，所以是勻變速曲線運(yùn)動，其加速度為重力加速度g，平拋運(yùn)動軌跡是拋物線。 平拋運(yùn)動問題的處理方法：根據(jù)運(yùn)動的獨(dú)立性原理，我們把平拋運(yùn)動看成是以初速度大小的水平勻速運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。 平拋運(yùn)動的飛行時間由平拋物體的下落高度決定，與初速度大小無關(guān)。水平射程由初速度和飛行時間決定；飛行中任一時刻的速度和位移，由水平和豎直兩個方向的速度和位移分別合成而求得。 勻速圓周運(yùn)動 （1）運(yùn)動特點(diǎn)：軌跡是圓。速率不變。速度變化方向，即加速度方向指向圓心，加速度大小不變。根據(jù)牛頓第二定律，做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合力必指向圓心，永遠(yuǎn)與線速度方向垂直，其大小保持不變。勻速圓周運(yùn)動屬于變加速曲線運(yùn)動。 （2）描述勻速圓周運(yùn)動的物理量 轉(zhuǎn)數(shù)n、頻率f、周期T（轉(zhuǎn)數(shù)也叫轉(zhuǎn)速）如果時間以秒為單位則轉(zhuǎn)速等于頻率n=f。 角速度 線速度v 線速度與角速度之間的關(guān)系：，這是一個重要公式。 向心加速度和向心力： 應(yīng)該注意向心力不是性質(zhì)力，而是名稱力。重力、彈力、摩擦力、萬有引力、電場力、磁場力……等等，任何一種性質(zhì)力或幾個性質(zhì)力的合力、分力等等，只要它的效果是使質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生向心加速度的，它就是向心力。 研究圓周運(yùn)動，找出向心力是關(guān)鍵性的一步，對勻速圓周運(yùn)動來說，質(zhì)點(diǎn)所受的所有力的合力充當(dāng)向心力，對非勻速圓周運(yùn)動來說，沿著半徑方向的合力充當(dāng)向心力，切線方向的合力改變速度大小。萬有引力定律：知識要點(diǎn)： 定律內(nèi)容：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。 表達(dá)式： 幾點(diǎn)理解和注意 定律適用于可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個物體間的相互引力，r指兩個質(zhì)點(diǎn)間的距離。若兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體或各層質(zhì)量均勻分布的球體，r就是兩個球心間的距離。 地球可視為各層質(zhì)量均勻分布的球體，所以地面上質(zhì)量為m的物體所受地球的引力可以表示為，式中