本篇文章给大家谈谈什么时候用牛顿第二定律,以及什么时候使用牛顿第二定律对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
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牛顿第二定律在什么情况下使用
在惯性参考系中使用。若在非惯性参考系中,不可直接用,需加上一个惯性力来研究。
牛顿第二定律的适用范围是什么?
牛顿第二定律的适用范围:
1、牛顿第二运动定律只适用于质点。对质点系,用牛顿第二运动定律时一般采用隔离法,或者采用质点系牛顿第二定律。
2、牛顿第二运动定律只适用于惯性参考系。
3、牛顿第二运动定律只适用宏观问题。解决微观问题必须使用量子力学。
4、牛顿第二运动定律只适用低速问题。解决高速问题必须使用相对论。
牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向与合外力的方向相同。即物体所受的合外力的作用效果,是使物体产生加速度。
扩展资料
一、牛顿第二定律的理解
1、瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规律,力和加速度同时存在、同时变化、同时消失。
2、矢量性:F=ma是一个矢量表达式,加速度a和合外力F的方向始终保持一致。
3、独立性:物体受几个外力作用,在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关,与其他力无关,合加速度和合外力有关。
4、同一性:加速度和合外力对应于同一研究物体,即F、a、m针对同一对象。
二、牛顿第二定律的常规应用
利用牛顿第二定律有利于解决两类问题:
1、根据物体的受力情况判断物体的运动情况;
2、根据物体的运动情况判断物体的受力情况。
参考资料来源:百度百科-牛顿第二定律
什么条件下可以用牛顿第二定律
牛顿第二定律的适用范围
1.当考察物体的运动线度可以和该物体的德布罗意波长相比拟时,由于测不准原理,物体的动量和位置已经是不能同时准确获知的量了,因而牛顿动力学方程缺少准确的初始条件无法求解.也就是说经典的描述方法由于测不准原理已经失效或者需要修改.量子力学用希尔伯特空间中的态矢概念代替位置和动量(或速度)的概念来描述物体的状态,用薛定谔方程代替牛顿动力学方程(即含有力场具体形式的牛顿第二定律).
用态矢代替位置和动量的原因是由于测不准原理我们无法同时知道位置和动量的准确信息,但是我们可以知道位置和动量的概率分布,测不准原理对测量精度的限制就在于两者的概率分布上有一个确定的关系.
2.由于牛顿动力学方程不是洛伦兹协变的,因而不能和狭义相对论相容,因而当物体做高速移动时需要修改力,速度,等力学变量的定义,使动力学方程能够满足洛伦兹协变的要求,在物理预言上也会随速度接近光速而与经典力学有不同.
但我们仍可以引入“惯性”使牛顿第二定律的表示形式在非惯性系中使用.
例如:如果有一相对地面以加速度为a做直线运动的车厢,车厢地板上放有质量为m的小球,设小球所受的核外力为F,相对车厢的加速度为a',以车厢为参考系,显然牛顿运动定律不成立.即
F=ma'不成立
若以地面为参考系,可得
F=ma对地
式中,a对地是小球相对地面的加速度.由运动的相对性可知
a对地=a+a'
将此式带入上式,有
F=m(a+a')=ma+ma'
则有 F+(-ma)=ma'
故此时,引入Fo=-ma,称为惯性力,则F+Fo=ma'
此即为在非惯性系中使用的牛顿第二定律的表达形式.
由此,在非惯性系中应用牛顿第二定律时,除了真正的和外力外,还必须引入惯性力Fo=-ma,它的方向与非惯性系相对惯性系(地面)的加速度a的方向相反,大小等于被研究物体的质量乘以a.
注意:
当物体的质量m一定时,物体所受合外力F与物体的加速度a是成正比的是错误的,因为是合力决定加速度.但当说是物体的质量m一定时,物体的加速度a与物体所受合外力F成正比时则是正确的.
解题技巧:
应用牛顿第二定律解题时,首先分析受力情况,运动图景,列出各个方向(一般为正交分解)的受力的方程与运动方程.
同时,寻找题目中的几何约束条件(如沿绳速度相等等)列出约束方程.联立各方程得到物体的运动学方程,然后依据题目要求积分求出位移、速度等.
牛顿第二定律适用条件是什么
[知识要点]
1.运动状态的改变:
运动状态改变实质上是速度的改变,它包括两种情况:①是速度大小的
改变,②是运动方向的改变。
2.牛顿第二定律:
物体的加速度与外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向
与合外力方向相同。
①公式:f合=mas
②力是改变物体运动状态的原因。因为有了力才会产生加速度。
③1n的规定:使质量是1千克的物体产生1m/s2加速度的力是1n。
1n=1kg·m/s2
(在“牛顿”单位定义以前牛顿第二定律表示为f=kma)
④加速度是矢量,其方向和合外力方向相同。
3.平衡状态:物体处于静止或做匀速直线运动的状态,叫平衡状态。
力的平衡:物体在几个力的作用下处于平衡状态,则这种情况叫力的平衡
[重点难点分析]
1.f合=ma
①力是产生加速度的原因。它的大小决定于f合和物体质量m
②牛顿第二定律中的f是物体受到合外力,不是某一个力。比如“一个物
体静止在水平地面上,用力f提它,没有提起”。这个例子中的f只是
一个拉力,不是牛顿定律中的合外力。所以平时说的一个力f不等同于
物体的合外力。
③加速度的方向决定于合外力的方向。它总和合外力方向相同。
④牛顿第二定律是动力学问题的关键,一定要重视。
2.合外力、加速度和物体运动速度的关系:
①当物体受到合外力的方向和物体的运动方向相同时,物体做加速运动。
当合外力逐渐减小时,加速度逐渐减小,但速度越来越大。
②当物体受到合外力的方向和物体运动方向相反时,物体做减速度运动。
不管加速度多大,物体的速度总是减小的。
3.解题思路:
①用牛顿第二定律解题,先要画出物体的简单图形
②正确分析物体的受力。(有合力、分力时,分析合力就不分析它的分
力,分析分子就不说它的合力。比如右上图,把物体说成“下滑力”
和“压力”就不说“重力”,说“重力”就不说“下滑力”和“压力”
4.当解题的结果阻力或加速度是负值时,答案时一定要注意加上方向。比
如:a=-5m/s2
就应该答:“物体的加速度是5m/s2,物体做减速运动
(或方向和物体的运动方向相反)。
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