课程介绍
第二单元 牛顿定律
本单元内容包罗力的概念及其计算方法，重力、弹力、摩擦力的概念及其计算，牛顿运动定律，物体的平衡，失重和超重等概念和规律。其中重点内容重力、弹力和摩擦力在牛顿第二定律中的应用，这其中要求学生要能够建立起正确的“运动和力的关系”。因此，深刻理解牛顿第必然律，则是本单元中运用牛顿第二定律解决具体的物理问题的基础。
本单元中所涉及到的基本方法有：力的分解与合成的平行四边形法则，这是所有矢量进行加、减法运算过程的通用法则；运用牛顿第二定律解决具体实际问题时，常需要将某一个物体从众多其他物体中隔离出来进行受力分析的“隔离法”，隔离法是分析物体受力情况的基础，而对物体的受力情况进行分析又是应用牛顿第二定律的基础。因此，这种从复杂的对象中隔离出某一孤立的物体进行研究的方法，在本单元中便显得十分重要。
1、牛顿第必然律（即惯性定律）
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2、对定律应从以下几个方面理解：
（1）、物体总保持本来的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性。其大小只与物体的质量有关。与物体是否受力以及处于什么状态无关。当物体受合外力为零时，表示为保持静止或匀速直线运动状态；当物体所受所合外力不为零时，惯性则使物体表示出具有维持本来运动状态不变的趋势。惯性的大小表现了物体运动状态改变的难易程度。
（2）定律是指物体不受外力（客不雅观上难找到）或所受合外力为零，物体才保持静止或匀速直线运动状态不变；有外力（合外力不为零）物体的运动状态（或形变）发生变化。
（3）、物体的运动并不需要力来维持，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
（4）牛顿第必然律不能用实验直接验证，而是通过如伽里略斜面实验等大量事实基础上的逻辑推理结果。
（5）牛顿第必然律只适用于低速运动、宏不雅观物体。物体的运动状态是指平动、不涉及转动。
3、应用定律分析惯性现象及解题的步骤
（1）、分析物体本来的运动状态，静止或是匀速直线运动；
（2）、找出物体哪部分受力而改变运动状态；
（3）、找出物体哪部分不受力而不改变运动状态；
例题分析
例1、火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现他仍落回到原处，这是因为：（D）
A、人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他伴同车一起向前运动；
B、人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，鞭策他伴同火车一起向前运动；
C、人跳起后，车在继续向前运动，所以人不才落后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显罢了；
D、人跳起后直到落地，在水平标的目的上人和车具有相同的速度；
例2、如图所示，一个劈形物M放在倾角为θ的斜面上，M上表面呈水平，在M上表面再放一个光滑小球m，开始时，M m都静止，现让M加速下滑，则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是（B ）
A、沿斜面标的目的的直线；
B、竖直向下的直线；
C、抛物线；
D、无规则的曲线；
拓展：在上述运动过程中小球对M的压力为多大？（有能力者完成）
二、牛顿第二定律
目的要求
掌握牛顿第二定律，进一步熟悉受力分析。
知识要点
1、牛顿第二定律内容：
物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的标的目的始终跟合外力标的目的一致。
2、数学表达式：F=ma
注意：公式中单位：质量m的单位是千克（kg）；加速度a的单位是米/秒2（m/s2）力F的单位是牛顿（N）----使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N。
3、牛顿第二定律注意从以下“四性”加深理解：
（1）、矢量性：加速度的标的目的始终与合外力标的目的一致；
（2）、即时性：F=ma，合外力与加速度在数值上是瞬时对应关系，F变化，a也随之发生变化。但F=ma始终成立；
（3）、相对性：研究F=ma中，只能取静止或做匀速直线运动的物体为参照物；
（4）、独立性：作用在物体上有多个力时，每个力都可独立地产生加速度，而物体运动（合）加速度是各个（分）加速度的矢量和，因此，求物体加速度可以先求合力再通过定律求合加速度，也可以通过定律先求各分力产生的分加速度，再求各分加速度的合加速度。
4、牛顿第二定律只适用于低速、宏不雅观物体。
例题分析
例1、质量为m的木块位粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a，当拉力标的目的不变，大小变为2F时，木块的加速度为a1，则：（ C ）
A、a1=a B、a1﹤2a C、a1﹥2a D、a1=2a
本题隐含摩擦力，合力不是F或2F。
例2、如图1所示，一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉1cm，然后罢休，则在释放的瞬间，重物的加速度是：（g=10m/s2）（ A ）
A、2.5 m/s2 B、7.5 m/s2 C、10 m/s2 D、12.5 m/s2
本题考查牛顿第二定律的瞬时问题,这类题型的一般求法：
（1）首先分析变化瞬间之前的状态（进行受力分析）；
（2）判别有哪些力在这一瞬间发生了变化，哪些力不发生变化；
（3）再求出变化后物体受的合力，求得加速度。
拓展：本题改为再上移1cm，然后释放，释放瞬间物体的加速度又
是多大？标的目的怎样？
三、牛顿第二定律应用（已知受力求运动）
目的要求
通过受力分析用牛顿第二定律求a，再由运动学规律求相关运动学量
知识要点
1、牛顿第二定律解题的基本思路：
2、牛顿第二定律解题的基本思路：
（1）仔细审题，弄清标题问题所给的物理条件和物理过程，明确要求的物理量；
（2）确定研究对象（物体或系统），灵活采用“整体法”或“隔离法”；
（3）分析研究对象的受力情况，画出受力图示：①已知力、②场力、③接触力（先弹力后摩擦力）；
（4）拔取坐标系，列动力学方程（坐标系拔取原则：让尽可能多矢量的分布在坐标轴上）；
（5）选择适当的运动学规律求解运动学量；
例题分析
例1、如图所示，一物块从倾角为Θ，长为S的斜面顶端由静止开始下滑，物块与斜面间的滑动摩擦系数为μ，求物块滑到底端所需时间？
拓展：如果物体在斜面底端以初速度v0沿斜面上滑，假如物体不会到达斜面顶端，求物体到斜面底端时的速度，物体上滑和下滑时间谁长？
