論文導讀:牛頓第二定律是動力學的核心定律，在整個物理學中占有非常重要的位置，因此在理解牛頓第二定律時，應嚴格把握“五性”。本文選自《理科考試研究》。《理科考試研究》雜志(半月刊)創辦于1994年，由哈爾濱師范大學主辦，屬文化教育類刊物，國際刊號為ISSN1008-4126,國內刊號為CN23-1365/G4，在國內外發行，讀者群為普通初、高級中學學生和中學理科教師。本刊的辦刊宗旨是全面推進中學生的素質教育和切實強化中學理科教師實施素質教育的能力和水平，重在提供考試信息，研究考試規律，探索應試策略，指導升學復習，致力于大面積提高中考和高考成績，力求有更多的考生榜上題名。

　　關鍵詞:牛頓第二定律,物理論文范文

　　一、矢量性

　　牛頓第二定律F=ma是矢量式，加速度的方向與物體所受合外力的方向相同。若研究對象在不共線的兩個力作用下做加速運動，一般用平行四邊形定則(或三角形定則)解題;若研究對象在不共線的三個以上的力作用下做加速運動，一般用正交分解法解題。

　　例1：如圖1所示，電梯與水平面夾角為30°，當電梯加速向上運動時，人對梯面壓力是其重力的，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍?

　　解析：對人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如圖1所示。取水平向右為x軸正向，豎直向上為y軸正向，此時只需分解加速度，據牛頓第二定律可得：

　　Ff=macos30°,FN-mg=masin30°

　　因為=，解得=。

　　二、瞬時性

　　牛頓第二定律是表示力的瞬時作用規律，描述的是力的瞬時作用效果—產生加速度。物體在某一時刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時刻所受到的合外力的大小和方向來決定的。當物體所受到的合外力發生變化時，它的加速度隨即也要發生變化，F=ma對運動過程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時刻的對應量，即同時產生、同時變化、同時消失。

　　例2：如圖2天花板上用細繩吊起兩個用輕彈簧相連的兩個質量相同的小球。兩小球均保持靜止。當突然剪斷細繩時，上面小球A與下面小球B的加速度為：

　　A.a1=ga2=0B.a1=ga2=g

　　C.a1=2ga2=0D.a1=0a2=g

　　解析：分別以A，B為研究對象，做剪斷前和剪斷時的受力分析。剪斷前A，B靜止。如圖3，A球受三個力，拉力T、重力mg和彈力F。B球受兩個力，重力mg和彈簧拉力F′(大小等于F)。

　　A球：T-mg-F=0①

　　B球：F′-mg=0②

　　由式①，②解得T=2mg，F=mg

　　剪斷時，A球受兩個力，因為繩無彈性剪斷瞬間拉力不存在，而彈簧有形變，瞬間形狀不可改變，彈力還存在。如圖4，A球受重力mg、彈簧給的彈力F。同理B球受重力mg和彈力F′。

　　A球：-mg-F=maA③

　　B球：F′-mg=maB④

　　由式③解得aA=-2g(方向向下)

　　由式④解得aB=0

　　故C選項正確。

　　三、獨立性

　　若F為物體受的合外力，那么a表示物體的實際加速度;若F為物體受的某一個方向上的所有力的合力，那么a表示物體在該方向上的分加速度;若F為物體受的若干力中的某一個力，那么a僅表示該力產生的加速度，不是物體的實際加速度。

　　例3：如圖5所示，一個劈形物體M放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有小球m，劈形物體從靜止開始釋放，小球在碰到斜面前的運動軌跡是：

　　A.沿斜面向下的直線B.拋物線

　　C.豎直向下的直線D.無規則的曲線

　　解析：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度為零，且初速度為零，故小球將沿豎直向下的直線運動，即C選項正確。

　　四、同體性

　　公式F=ma中a、m、F屬于同一研究對象，在運用牛頓定律解題時可以以某一個物體為對象，也可以以由幾個物體組成整體為對象。

　　例4：一人在井下站在吊臺上，用如圖6所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來。圖中跨過滑輪的兩段繩都認為是豎直的且不計摩擦。吊臺的質量m=15kg，人的質量為M=55kg,起動時吊臺向上的加速度是a=0.2m/s2，求這時人對吊臺的壓力。(g=9.8m/s2)

　　解析：選人和吊臺組成的系統為研究對象，受力如圖7所示，F為繩的拉力，由牛頓第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a

　　則拉力大小為：F==350N

　　隔離人為研究對象，受力情況如圖8所示，其中FN是吊臺對人的支持力。由牛頓第二定律得：F+FN-Mg=Ma，故FN=M(a+g)-F=200N

　　由牛頓第三定律知，人對吊臺的壓力與吊臺對人的支持力大小相等，方向相反，因此人對吊臺的壓力大小為200N，方向豎直向下。

　　五、條件性

　　牛頓定律的適用范圍：(1)只適用于研究慣性系中運動與力的關系，不能用于非慣性系;(2)只適用于解決宏觀物體的低速運動問題，不能用來處理高速運動問題;(3)只適用于宏觀物體，一般不適用微觀粒子。