王子賢
一、熟記并理解相關(guān)定律
牛頓第二定律的內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。定義式:F=ma。
只記下F=ma這個式子,知道加速度a與力F成正比,與質(zhì)量m成反比。但是并沒有對定律的內(nèi)容進行更深層次的理解,容易出現(xiàn)以下兩個問題:
1.定律中并沒有指明物體所受的哪個力,如果物體受多個力的作用時該如何分析?
例1:(2016·天津卷)我國將于2022年舉辦冬奧會,跳臺滑雪是其中最具觀賞性的項目之一。如圖1所示,質(zhì)量m=60 kg的運動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a=3.6 m/s2勻加速滑下,到達助滑道末端B時速度vB=24 m/s,A與B的豎直高度差H=48 m。為了改變運動員的運動方向,在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接,其中最低點C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧。助滑道末端B與滑道最低點C的高度差h=5 m,運動員在B、C間運動時阻力做功W=-1530 J,g取10 m/s2。求運動員在AB段下滑時受到阻力Ff的大小。
2.F=ma式子中并沒有表明方向問題,遇到相關(guān)問題該如何分析?
例2:(2016·上海卷)如圖2所示,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當小車向右做勻加速運動時,球所受合外力的方向沿圖中的( )
A.OA方向 B.OB方向
C.OC方向 D.OD方向
解析:根據(jù)牛頓第二定律,合外力方向與加速度方向相同,小車和球的加速度向右,所受合外力也向右,D正確。
相信很多同學都會認為公式才是考試中最有用的東西,只記公式,對于定律的內(nèi)容卻不聞不問。從這里可以看出只記公式是不行的,還要對定律的內(nèi)容加以分析記憶,公式只是最簡潔的表達方式,它不能表示的方面有很多,比如這里的方向問題它就不能表示出來,而在牛頓第二定律中則明確指出了“加速度的方向跟作用力的方向相同”。
二、牛頓第二定律與連接體問題
研究力與運動的關(guān)系時常涉及相互關(guān)聯(lián)的物體之間的相互作用問題,即連接體問題。在連接體問題中,如果不要求知道各個物體之間的相互作用力,并且各個物體具有大小和方向都相同的加速度,就可以把它們看成一個整體,分析受到的外力和運動情況,應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度。如果需要知道物體間的相互作用力,就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力,分析物體的受力情況和運動情況,再分別應(yīng)用牛頓第二定律求解。
例3:如圖3,兩個質(zhì)量均為m的完全相同的物塊,中間用繩連接,若繩能夠承受的最大拉力為T,現(xiàn)將兩物體放在光滑水面上,用拉力F1拉一物塊時,恰好能將連接繩拉斷;倘若把兩物體放在粗糙水平面上,用拉力F2拉一物體時(設(shè)拉力大于摩擦力),也恰好將連接繩拉斷,比較F1,F(xiàn)2的大小可知( )
A.F1>F2 B.F1 三、學會整理錯題 整理錯題的方法并不是把錯題抄下來或者剪下來就不問了,而是在做錯題之后對錯題進行分析,分析這道題屬于哪個知識點,同一個知識點的錯題只記下一道典型的,并且寫出做錯的原因,之后再遇到相關(guān)知識點的題目時,就會想起之前犯錯的地方,避免再次出錯。 例4:(2016·全國卷Ⅰ)一質(zhì)點做勻速直線運動,現(xiàn)對其施加一恒力,且原來作用在質(zhì)點上的力不發(fā)生改變,則( ) A.質(zhì)點速度的方向總是與該恒力的方向相同 B.質(zhì)點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直 C.質(zhì)點加速度的方向總是與該恒力的方向相同 D.質(zhì)點單位時間內(nèi)速率的變化量總是不變 解析:由牛頓第二定律,質(zhì)點的加速度總是與該恒力方向相同,且加速度恒定,單位時間內(nèi)速度的變化量不變,但速率的變化量可能不同,選項C正確,選項D錯誤;當恒力與速度方向不在同一直線上時,質(zhì)點做勻變速曲線運動,速度方向與恒力方向不相同,但速度方向不可能總與該恒力方向垂直,選項B正確;只有當恒力與速度同向,做勻加速直線運動時,速度方向才與該恒力方向相同,選項A錯誤。 如果這道題做錯了,應(yīng)該把它整理出來并寫下錯誤原因,是牛頓第二定律中力的方向與加速度方向分析錯誤,之后再遇到這樣的問題就會格外注意對這二者的方向的分析。