《【堂堂清】2022-2023学年高一物理同步易混易错（人教版2019必修第一册）》4.3牛顿第二定律（解析版）

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第四章 运动和力的关系
第三节 牛顿第二定律
[核心素养·明目标]
核心素养 学习目标
物理观念 树立相互作用观念和物质观念，理解加速度与力和质量间的关。
科学思维
在上节实验的基础上进一步探究出具体的、实用的牛顿第二定律的数学表
达式，主要使用逻辑推理方法。
科学探究 认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
科学态度与责任 培养学生的实验能力，分析问题，解决问题的能力。
知识点一　牛顿第二定律
1.内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外
力方向相同。
2.表达式：
F
＝
kma
，
k
是比例常数，
F
是物体所受的合外力。
3.比例系数
k
的意义：
F
＝
kma
中
k
的数值由
F
、
m
、
a
三个物理量的单位共同决定，若力、质量、长
度及时间的单位分别为牛顿、千克、米和秒时，则
k
＝1，所以牛顿第二运动定律的表达式可写成
F
＝
ma
。
4.力的单位：牛顿，符号是 N。
5.1 N 的物理意义：使质量为 1 kg 的物体产生 1 m/s2的加速度所用的力为 1 kg·m/s2，称为 1 N，
即 1 N＝1kg·m/s2。
5.
F
＝
ma
的理解
(1)
F
的含义
①
F
是合力时，加速度
a
指的是合加速度，即物体的加速度。
②
F
是某个分力时，加速度
a
是该分力产生的加速度。
(2)单位统一：表达式中
F
、
m
、
a
三个物理量的单位必须都用国际制单位。
6.牛顿第二定律的四个性质
(1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为 0，物体就具有加速度。
(2)矢量性：
F
＝
ma
是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向
相同。
(3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。
(4)独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。
7.合外力、加速度、速度的关系
(1)力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果。只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速
度。加速度与合外力方向相同，大小与合外力成正比。
(2)力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角。合外力方
向
与速度方向相同时，物体做加速直线运动，相反时物体做减速直线运动。
知识点二 应用牛顿第二定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程。
(3)求出合力或加速度。
(4)根据牛顿第二定律列方程求解。
2.应用牛顿第二定律解题的方法
(1)矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合力
的方向即加速度的方向。
(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体所受的合力。
① 建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将
物体所受的力正交分解后，列出方程
Fx
＝
ma
，
Fy
＝0(或
Fx
＝0，
Fy
＝
ma
)。
② 特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交
分解加速度
a
。根据牛顿第二定律列方程求解。
易错易混点 1. 两类动力学问题及求解方法
易错易混点辨析：动力学的两类基本问题，已知受力情况求物体的运动情况和已知运动情况求物体
的受力情况。解决两类基本问题的思路为以加速度 a 为“桥梁”，由运动学公式和□牛顿第二定律
列方程求解，具体逻辑关系如下:
例 1.如图所示，在倾角
θ
＝37°的足够长的固定斜面上，有一质量
m
＝1 kg 的物体，物体与斜面
间的动摩擦因数
μ
＝0.2，物体受到沿平行于斜面方向向上的轻绳的拉力
F
＝9.6 N 的作用，从静止
开始运动，经2 s 绳子突然断了，求绳断后经多长时间物体速度的大小达到 22 m/s.(sin37°＝
0.6，取
g
＝10 m/s2)
审题指导　
第一步　读题画图(形象过程)
第二步　分析受力(找突破口)
受力分析 列得分方程
第一个过程
―→
第二个过程
―→
mg
sin37°＋
F
f＝
ma
2
第三个过程
―→
mg
sin37°－
F
f＝
ma
3
解析:第一过程：在最初 2 s 内，物体在
F
＝9.6 N 的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速直线
运动，受力分析如图甲所示．
沿斜面方向有
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