对牛顿第二定律的要点分析
邵晓丹
牛顿运动定律主要阐述了力和运动的关系，说明质点为什么要做这种或那种运动，牛顿第一定律是研究力与运动的关系，阐明了力是引起物体运动状态变化的原因，而牛顿第二定律阐明了物体的加速度大小和力与物体质量之间的定量关系，从而把物体受的力和物体的运动定量地联系起来，牛顿第二定律是动力学的核心内容，从牛顿定律出发，以数学作为逻辑推理工具，我们可以得到一系列重要的物理规律，如动能定理等，从而建立起完整的经典力学体系，此外，牛顿定律还是进一步学习热学、电磁学等其他部分所必需的知识，它在科学研究和生产技术领域有广泛的应用，因此，这一部分知识在力学和整个物理学中占有极为重要的地位，是经典力学的重要内容，要求学生能牢固掌握，灵活运用。
一、通过实验探究了解牛顿定律建立的过程，体验物理学的科学研究方法
物理学是一门以实验为基础的学科，让学生通过实验亲自探索物理规律，从中获得原来并不知道的知识，不仅可以大大激发学生求知欲，调动学生的学习主动性，而且有利于学生掌握科学的研究方法，培养学生的独立学习能力和创造能力。
本节要研究的问题是物体的加速度a跟物体所受外力F和质量m之间的定量关系，由于这是中学阶段第一次遇到用实验研究一个物理量同时跟另外两个物理量有关的多元问题，所以我们在学习时必须体会物理学家在处理这类问题时的基本方法——控制变量法，如我们可先保持物体质量不变，研究它的加速度跟外力的关系，再保持外力相同研究物体的加速度跟它的质量的关系，另外，在实验中还要求我们要学会列表记录数据，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象，找出加速度与力、质量的关系，运用列表、画图法处理数据，可以使我们知道结论是如何得出的，认识到实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
二、正确理解牛顿第二定律的含义
牛顿第二定律的内容表述为：物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F合=ma，正确理解牛顿第二定律应注意以下几个方面：
1.注意定律中的因果关系：力是产生加速度的原因，而不是产生速度的原因，加速度的大小决定于物体所受的合外力F合和物体的质量m。
2.注意定律中的瞬时对应关系，定律中加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化，故加速度与力同时存在、同时变化、同时消失，
3.注意定律中加速度与合外力之间的同向关系，牛顿第二定律公式是一个矢量式，公式中加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向，加速度方向总是和合外力方向相同。
4。力的独立作用原理，作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，我们常称之为力的独立作用原理，合力产生的加速度就是这些加速度的矢量和。
三、掌握运用牛顿第二定律解决问题的分析方法
1.用牛顿第二定律解决力学问题时，使用下列步骤：
（1）确定研究对象，用质点表示分析对象、
（2）分析运动状态，包括它的轨迹、速度和加速度。
（3）进行受力情况分析，画出受力示意图。
（4）建立坐标系，即选取正方向，根据牛顿第二定律列方程。
（5）统一已知量单位，代值求解。
（6）检查所得结果是否合理。
2.第二定律的数学表示式F合=ma，是矢量式，在解决具体问题时，往往把它写成坐标轴上的投影式，按平面直角坐标有
tx=max
Fy=may
3.应用牛顿第二定律必须注意使用国际单位制，这是因为规定了牛顿作为力的单位才使牛顿第二定律公式简化为F=ma。
4.注意牛顿运动定律的适用范围，在物理学发展的过程中，经典力学用来解决很多实际问题时得到的结果都与实际情况相符合，证明了牛顿定律的正确性；但19世纪以来，随着高速（可与光速相比）粒子进入物理学研究领域和物理学深入到微观结构内部，牛顿定律与实验事实发生了矛盾，这种矛盾由20世纪爱因斯坦的相对论和量子力学解决了，因此，我们认识到，牛顿运动定律只是对宏观、低速物体才是正确的，这就是牛顿定律的适用范围。
四、国际单位制
1.单位制
物理学是一门实验科学，需要对各种物理量进行计量，这就要求确定单位由于各物理量之间存在着规律性的联系，可选取少数物理量作为基本量，并为每个基本量规定一个基本单位，其他物理量的单位则可按照它们与基本量之间的关系式导出，这些物理量称为导出量，其单位称为导出单位，按照这种方法制定的一套单位，称为单位制。
2.国际单位制
随着世界各国商贸交流的不断深入，因为各国物理量的单位不统一，单位之间的换算造成了很多人力物力和时间的浪费，影响了商业贸易，妨碍国际交流，有些甚至造成巨大损失，为此，各国迫切要求改进计量单位和单位制的统一，国际上为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制，国际米制公约各成员国于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制即SI单位制。
国际单位制规定了以下七个基本物理量及单位（见下表）：
同时SI单位制中还规定了一系列配套的导出单位和通用的词冠，形成了一套严密、完整、科学的单位制。
SI单位制的提出和完善是国际科技合作的一项重要成果，也是物理学发展的又一标志，
3.国际单位制在物理计算中的应用
在物理计算中，如果所有已知量都用同一种单位制的单位表示，那么计算结果就用这种单位制的单位表示，因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了，这样可以简化计算，高中阶段进行物理量的计算时，一律采用国际单位制。
牛顿运动定律主要阐述了力和运动的关系，说明质点为什么要做这种或那种运动，牛顿第一定律是研究力与运动的关系，阐明了力是引起物体运动状态变化的原因，而牛顿第二定律阐明了物体的加速度大小和力与物体质量之间的定量关系，从而把物体受的力和物体的运动定量地联系起来，牛顿第二定律是动力学的核心内容，从牛顿定律出发，以数学作为逻辑推理工具，我们可以得到一系列重要的物理规律，如动能定理等，从而建立起完整的经典力学体系，此外，牛顿定律还是进一步学习热学、电磁学等其他部分所必需的知识，它在科学研究和生产技术领域有广泛的应用，因此，这一部分知识在力学和整个物理学中占有极为重要的地位，是经典力学的重要内容，要求学生能牢固掌握，灵活运用。
一、通过实验探究了解牛顿定律建立的过程，体验物理学的科学研究方法
物理学是一门以实验为基础的学科，让学生通过实验亲自探索物理规律，从中获得原来并不知道的知识，不仅可以大大激发学生求知欲，调动学生的学习主动性，而且有利于学生掌握科学的研究方法，培养学生的独立学习能力和创造能力。
本节要研究的问题是物体的加速度a跟物体所受外力F和质量m之间的定量关系，由于这是中学阶段第一次遇到用实验研究一个物理量同时跟另外两个物理量有关的多元问题，所以我们在学习时必须体会物理学家在处理这类问题时的基本方法——控制变量法，如我们可先保持物体质量不变，研究它的加速度跟外力的关系，再保持外力相同研究物体的加速度跟它的质量的关系，另外，在实验中还要求我们要学会列表记录数据，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图象，找出加速度与力、质量的关系，运用列表、画图法处理数据，可以使我们知道结论是如何得出的，认识到实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
二、正确理解牛顿第二定律的含义
牛顿第二定律的内容表述为：物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F合=ma，正确理解牛顿第二定律应注意以下几个方面：
1.注意定律中的因果关系：力是产生加速度的原因，而不是产生速度的原因，加速度的大小决定于物体所受的合外力F合和物体的质量m。
2.注意定律中的瞬时对应关系，定律中加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化，故加速度与力同时存在、同时变化、同时消失，
3.注意定律中加速度与合外力之间的同向关系，牛顿第二定律公式是一个矢量式，公式中加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向，加速度方向总是和合外力方向相同。
4。力的独立作用原理，作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，我们常称之为力的独立作用原理，合力产生的加速度就是这些加速度的矢量和。
三、掌握运用牛顿第二定律解决问题的分析方法
1.用牛顿第二定律解决力学问题时，使用下列步骤：
（1）确定研究对象，用质点表示分析对象、
（2）分析运动状态，包括它的轨迹、速度和加速度。
（3）进行受力情况分析，画出受力示意图。
（4）建立坐标系，即选取正方向，根据牛顿第二定律列方程。
（5）统一已知量单位，代值求解。
（6）检查所得结果是否合理。
2.第二定律的数学表示式F合=ma，是矢量式，在解决具体问题时，往往把它写成坐标轴上的投影式，按平面直角坐标有
tx=max
Fy=may
3.应用牛顿第二定律必须注意使用国际单位制，这是因为规定了牛顿作为力的单位才使牛顿第二定律公式简化为F=ma。
4.注意牛顿运动定律的适用范围，在物理学发展的过程中，经典力学用来解决很多实际问题时得到的结果都与实际情况相符合，证明了牛顿定律的正确性；但19世纪以来，随着高速（可与光速相比）粒子进入物理学研究领域和物理学深入到微观结构内部，牛顿定律与实验事实发生了矛盾，这种矛盾由20世纪爱因斯坦的相对论和量子力学解决了，因此，我们认识到，牛顿运动定律只是对宏观、低速物体才是正确的，这就是牛顿定律的适用范围。
四、国际单位制
1.单位制
物理学是一门实验科学，需要对各种物理量进行计量，这就要求确定单位由于各物理量之间存在着规律性的联系，可选取少数物理量作为基本量，并为每个基本量规定一个基本单位，其他物理量的单位则可按照它们与基本量之间的关系式导出，这些物理量称为导出量，其单位称为导出单位，按照这种方法制定的一套单位，称为单位制。
2.国际单位制
随着世界各国商贸交流的不断深入，因为各国物理量的单位不统一，单位之间的换算造成了很多人力物力和时间的浪费，影响了商业贸易，妨碍国际交流，有些甚至造成巨大损失，为此，各国迫切要求改进计量单位和单位制的统一，国际上为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制，国际米制公约各成员国于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制即SI单位制。
国际单位制规定了以下七个基本物理量及单位（见下表）：
同时SI单位制中还规定了一系列配套的导出单位和通用的词冠，形成了一套严密、完整、科学的单位制。
SI单位制的提出和完善是国际科技合作的一项重要成果，也是物理学发展的又一标志，
3.国际单位制在物理计算中的应用
在物理计算中，如果所有已知量都用同一种单位制的单位表示，那么计算结果就用这种单位制的单位表示，因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了，这样可以简化计算，高中阶段进行物理量的计算时，一律采用国际单位制。
