牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学的基础和核心,是连接体问题两个或两个以上物体相互连接并参与运动的系统称为有相互作用力的系统,即为连接体问题,处理非平衡状态下的有相互作用力的系统问题常常用整体法和隔离法,当需要求内力时,常把某个物体从系统中隔离出来进行研究,当系统中各物体加速度相同时,可以把系统中的所有物体看成一个整体进行研究,瞬时性问题当一个物体或系统的受力情况出现变化时,由牛顿第二定律可知,其加速度也将出现变化,这样就将使物体的运动状态发生改变,从而导致该物体或系统对和它有联系的物体或系统
牛顿第二定律怎么应用
其实牛顿的第二定律不难,你认真分析根本不难,时间一长你就会发现它不难学。到往后电磁学有点难。牛顿力学是基础,高中物理以后将要学的功和电磁学都能用到牛顿力学。所以基础你必须好好学,懂吗? 1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.公式:F合=ma
牛顿原始公式:F=Δ(mv)/Δt(见牛顿《自然哲学之数学原理》)。即,作用力正比于物体动量的变化率,这也叫动量定理。在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=Δ(mv)/Δt依然使用。
3.几点说明:
(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。
(2)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向。
(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物本所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。
4.牛顿第二定律的六个性质:
(1)因果性:力是产生加速度的原因。
(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受核外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。
(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
(5)独立性:作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度。
(6)同一性:a与F与同一物体某一状态相对应。
[编辑本段]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,因为是核力决定加速度。但当说是物体的质量m一定时,物体的加速度a与物体所受核外力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。
牛顿第二定律应用
答:牛顿第二定律的应用如下1、第一类:已知受力情况求运动情况
即先由物体的受力情况求出合力,利用牛顿第 二 定律求出物体的加速度,再根据物体的初始条件利用运动学公式求出物体的运动情况----即任一时刻的位置、速度等
2、第二类:已知运动情况求受力情况
即先根据物体的运动情况,利用运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律推断或者求出物体的受力情况
但不管哪一类问题,确定物体的加速度是解题的关键二、应用牛顿第二定律解题规律分析
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
牛顿第二定律怎样实际应用
那要看你应用的场合了,在实际生活中,一般用于宏观的概念。比如汽车的加速过程就会运用到,汽车0加速到100公里每小时,需要多少时间,这里就运用到牛顿第二定律了,不同汽车需要的时间不同,意味着加速度就不同,不知道你明白没有?
牛顿三大定律在生活中的应用
1、牛顿第一定律的应用
由于当公交车突然急刹车时,乘客是由于惯性还在向前运动,所以当状态突然发生改变,就会因为惯性的原因向前摔倒。同理当公交车突然启动,乘客的状态是从静止到前进,也会由于惯性还处于静止状态,所以就会向后摔。
2、牛顿第二定律的应用
足球是静止在草坪时,那么人在踢足球时,足球就会获得较大的加速度,并且运动状态有了变化。当人对于足球的作用力越大时,那么足球的加速度也会越大,并且足球的运动速度也就飞快。当然,如果我们传球的时候,足球也会很听话的朝着人传球的方向运动。
在足球比赛或训练中,实际上足球受到的力远远不止一个力,比如球员之间的连续传球时,足球本身就受到很多不同方向获得的力,这时足球的运动方向以及速度都会发生改变,并且也会出现朝着相反的方向运动。
比如在罚角球时,罚球队员罚出的球速度飞快,加速度也很大,这时接应队员并不需要用力改变球的路线,只需要轻轻一碰,就可以凭借之前的加速度狠狠的射向球门,这就是牛顿第二定律的实际体现。
3、牛顿第三定律的应用
在汽车交通事故中,两部汽车发生碰撞,那么对于两部汽车产生的作用力和反作用力都是相同的,如果一辆车因为和另外一辆车发生碰撞而受损严重,另外一辆车必然也因为作用力而导致受损。
扩展资料:牛顿运动定律包括牛顿第一定律、第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律,由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。 其中,第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。其适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运动规律,在各领域上应用广泛。
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