高一物理：牛頓第二定律知識點
1.定律內容：物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
2.公式：F合=ma
牛頓原始公式：F=Δ(mv)/Δt(見牛頓《自然哲學之數學原理》).即,作用力正比于物體動量的變化率,這也叫動量定理.在相對論中F=ma是不成立的,因為質量隨速度改變,而F=Δ(mv)/Δt依然使用.
3.幾點說明：
(1)牛頓第二定律是力的瞬時作用規律.力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝.
(2)F=ma是一個矢量方程,應用時應規定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負值,一般常取加速度的方向反正方向.
(3)根據力的獨立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時,可將物本所受各力正交分解,在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max,Fy=may列方程.
4.牛頓第二定律的五個性質：
(1)因果性：力是產生加速度的原因.
(2)矢量性：力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定.牛頓第二定律數學表達式∑F = ma中,等號不僅表示左右兩邊數值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同.
(3)瞬時性：當物體(質量一定)所受外力發生突然變化時,作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系.牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律,表明了力的瞬間效應.
(4)相對性：自然界中存在著一種坐標系,在這種坐標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的坐標系叫慣性參照系.地面和相對于地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立.
(5)獨立性：作用在物體上的各個力,都能各自獨立產生一個加速度,各個力產生的加速度的矢量和等于合外力產生的加速度.
(6)同一性：a與F與同一物體某一狀態相對應.
牛頓第二定律的適用范圍
(1)只適用于低速運動的物體(與光速比速度遠低,特指F=ma形式).
(2)只適用于宏觀物體,牛頓第二定律不適用于微觀粒子.
(3)參照系應為慣性系.在非慣性系中不適用.
但我們仍可以引入“慣性”使牛頓第二定律的表示形式在非慣性系中使用.
例如：如果有一相對地面以加速度為a做直線運動的車廂,車廂地板上放有質量為m的小球,設小球所受的和外力為F,相對車廂的加速度為a',以車廂為參考系,顯然牛頓運動定律不成立.即
F=ma'不成立
若以地面為參考系,可得
F=ma對地
式中,a對地是小球相對地面的加速度.由運動的相對性可知
a對地=a+a'
將此式帶入上式,有
F=m(a+a')=ma+ma'
則有 F+(-ma)=ma'
故此時,引入Fo=-ma,稱為慣性力,則F+Fo=ma'
此即為在非慣性系中使用的牛頓第二定律的表達形式.
由此,在非慣性系中應用牛頓第二定律時,除了真正的和外力外,還必須引入慣性力Fo=-ma,它的方向與非慣性系相對慣性系(地面)的加速度a的方向相反,大小等于被研究物體的質量乘以a.
(責任編輯：康彥林)
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