4.2牛顿第二定律及基本应用（学生版） 2024届高考物理一轮复习讲义.pdf

4-2牛顿第二定律及基本应用

一．牛顿第二定律

要点一.牛顿第二定律

1.定义

内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向与作用力的方

向相同。

2.表达式

∝或者∝ma，写成等式就是F＝kma．

k的大小由F、m、a三者的单位共同决定，三者取不同的单位k的数值不一样，在国际单

位制中k＝1．

因此在F、m、a的单位，均为国际基本单位时，我们通常应用公式：

F＝ma

注意：其中F合力

要点二.对牛顿第二定律的理解

1．牛顿第二定律的五个特性

2．合力、加速度、速度间的决定关系

a.F合外力的方向决定了a的方向，F合外力的大小决定了a的大小。

ΔvF

b.a＝是加速度的定义式a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式a∝Fa

Δtm

1

∝。

m

c.合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。

d.F合外力决定了a，但是与v无必然联系。

要点三.牛顿第二定律的解题步骤和方法

1．解题步骤

2.加速度的两种求解方法（合力的求解方法）

1．矢量合成法（适用2力作用）

利用平行四边形定则先求合力，再根据牛顿第二定律求出物体加速度。

2.正交分解法（适用多力作用）

若物体受到不在同一直线上的三个或三个以上的力作用时，常用正交分解法求物体受到的

合外力．再结合牛顿第二定律求加速度。

正交分解建立坐标系的两种思路：

a.分解力

通常以a方向为x轴正方向，建立坐标系，列二向式=m

=

b.分解加速度

二.牛顿第二定律的基础模型

模型一.弹簧振子运动模型

弹簧振子模型：

模型二.牛顿第二定律的瞬时性问题（瞬时加速度问题）

1.模型分析

加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生，同时变化，同时消失的特点，物

体所受合外力是否发生突变，取决于施力物体的性质，具体可简化为以下模型：

1.瞬时性问题涉及的两种模型：

2.求解瞬时加速度的一般思路：

主动力与被动力

(1)分析物体原来的受力情况。主动力：物体具备主动提供弹力的能

力，与物体本身形变量有关，例如弹簧。

(2)分析物体在突变时的受力情况。（不突变）

被动力：物体的作用弹力大小，取决

(3)由牛顿第二定律列方程。于其反作用力，无法主动提供弹力，例

如：绳杆。（可突变）

(4)求出瞬时加速度，并讨论其合理性。

3．在求解瞬时性问题时的两点注意

a.物体的受力情况和运动情况时刻对应，当外界因素变化时，需要重新进行受力分析和运

动分析。

b.加速度可以随力而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变。

4.解题思路

分析瞬时变化前体的受力情况→分析瞬时变化后哪些力变化或消失→

求出变化后体所受合力根据牛顿第二定律列方程→求瞬时加速度

2.模型举例

示例1

示例2

模型三.动力学的两类基本问题及多过程问题

1.动力学的两类基本问题

1.动力学的两类基本问题是：

1.已知物体受力情况，确定物体的运动情况情况。

2.已知物体运动情况，确定物体受力情况。

2.两类基本问题的解决思路

以加速