对牛顿第二定律“五性”的理解

来源:岁月联盟 作者:马晓慧 时间:2014-10-15
      例3:如图5所示,一个劈形物体M放在固定的斜面上,上表面水平,在水平面上放有小球m,劈形物体从静止开始释放,小球在碰到斜面前的运动轨迹是:
        A.沿斜面向下的直线  B.抛物线
        C.竖直向下的直线   D.无规则的曲线
        解析:因小球在水平方向不受外力作用,水平方向的加速度为零,且初速度为零,故小球将沿竖直向下的直线运动,即C选项正确。
        四、同体性
        公式F=ma中a、m、F属于同一研究对象,在运用牛顿定律解题时可以以某一个物体为对象,也可以以由几个物体组成整体为对象。
        例4:一人在井下站在吊台上,用如图6所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)
        解析:选人和吊台组成的系统为研究对象,受力如图7所示,F为绳的拉力,由牛顿第二定律有:2F-(m+M)g=(M+m)a
        则拉力大小为:F=      =350N 
        隔离人为研究对象,受力情况如图8所示,其中FN是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得:F+FN-Mg=Ma,故FN=M(a+g)-F=200N
        由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向相反,因此人对吊台的压力大小为200N,方向竖直向下。
        五、条件性
        牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。