应用牛顿第二定律解题步骤是什么?-王尚
牛顿第二定律,把力学中的力F同运动学的加速度a联系了起来。于是,经典物理学中的动力学便产生了。动力学主要的研究物理量有如下几个:力F,加速度a,速度v,初速度v0,时间t,位移x。不管是用牛顿第二定律来求具体的某一个力,还是用牛顿第二定律来求运动中的某一个物理量,要知道,加速度a是联系力与运动的桥梁。应用牛顿第二定律解题步骤如下:
①明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi,对应的加速度为ai,则有:F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan
对此结论的证明:分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加,左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F合。
注意,一般在高中领域,很少涉及到对质点系统进行牛顿第二定律分析的。
②对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。
③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。
王尚提醒大家解题时候一定要注意临界条件的分析。凡是题目中出现“刚好”、“恰好”等字样的,往往要利用临界条件。所谓“临界”,就是物体处于两种不同的状态之间,可以认为它同时具有两种状态下的所有性质。在列方程时,要充分利用这种两重性。
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