牛顿第二定律F=ma,实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系。方程左边是物体受到的合力,首先要确定研究对象,对物体进行受力分析,求合力的方法可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程的右边是物体的质量与加速度的乘积,要确定物体的加速度就必须对物体的运动状态进行分析。
由此可见,应用牛顿第二定律结合运动学公式解决力和运动关系的一般步骤是:
① 确定研究对象;
② 分析研究对象的受力情况,必要时画受力示意图;
③ 分析研究对象的运动情况,必要时画运动过程简图;
④ 利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;
⑤ 利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
6. 教材中两道例题的说明
第1道例题已知物体受力情况确定运动情况,求解时首先对研究的物体进行受力分析,根据牛顿第二定律由合力求出加速度,然后根据物体的运动规律确定了物体的运动情况(末速度和位移)。
第2道例题已知物体运动情况确定受力情况,求解时首先对研究的物体进行运动分析,从运动规律中求出物体运动的加速度,然后根据牛顿第二定律得出物体受到的合力,再对物体进行受力分析求出了某个力(阻力)。
在第2道例题的求解过程中,我们还建立了坐标系。值得注意的是:在运动学中通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向,而在利用牛顿第二定律解决问题时,通常则是以加速度的方向为坐标轴的正方向。
发展级
7. 应用牛顿运动定律解题的技巧
牛顿运动定律是动力学的基础,也是整个经典物理理论的基础。应用牛顿运动定律解决问题时,要注意掌握必要的解题技巧:
① 巧用隔离法 当问题涉及几个物体时,我们常常将这几个物体"隔离"开来,对它们分别进行受力分析,根据其运动状态,应用牛顿第二定律或平衡条件(参见下一节相关内容)列式求解。特别是问题涉及物体间的相互作用时,隔离法不失为一种有效的解题方法。(参阅本节例5)
巧用整体法 将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体(系统)作为研究对象,去寻找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法。整体法能减少和避开非待求量