应用牛顿第二定律解题的科学探究
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应用牛顿第二定律解题的科学探究
山东阳信二中 崔金磊 付治华
在许多高一学生的眼中，物理学科就是一个字──难，经常抱怨整天埋藏在物理题海之中，还是学不好。其实要学好物理，笔者认为必须从众多的题目中解脱出来，掌握最基本的解题方法，以不变应万变，这样学起物理来，会事半功倍。
在教学过程之中，我与同学们共同探究出了应用牛顿第二定律解题的基本方法，我们把具体的解题分为四步：
1．明确研究对象
这一步就是要让同学们明确我们要研究谁，是研究一个隔离体，还是要研究一个整体。
2．对研究对象进行受力分析
这是正确解题很关键的一步。要注意做到以下两点：（1）分析受力时，只分析性质力，不分析效果力，以防将力重复分析；（2）按照重力──弹力──摩擦力──电磁力──其它力的顺序分析，以防止漏力。
3．建立直角坐标系，进行正交分解，列方程
这一步是解题的核心，我们在建立坐标系时，一般以加速度a的方向为x轴的正方向，以垂直于加速度a的方向为y轴正方向，将不在坐标轴上的力全部分解到两坐标轴上，分别列方程，一般形式为：
4．根据方程组，解出所要求解的问题
牛顿第二定律是联系运动和力的桥梁，此类问题有两大类，一类是已知力学问题求解运动学问题，另一类是已知运动学问题求解力学问题，中间通过牛顿第二定律过渡，只是解决力学问题和运动学问题的先后顺序不同而已，他们的实质是相同的，换言之就是根据力来求加速度还是根据运动来求加速度的问题。
例1 如图1所示，位于水平面上的质量为m的小木块在大小为F，方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为，求木块的加速度。
解析：
此题一看便知是已知力求加速度，我们按照上述步骤，进行受力分析。
第一步：明确研究对象，这里就选小木块。
第二步：对研究对象进行受力分析，如图2所示，注意分析受力的顺序。
第三步：建立平面直角坐标系，正交分解，列方程。这里将外力F分解（如图3所示）即可。
第四步：解方程组
解得：
例2 将一物块以10m/s的初速度沿粗糙斜面向上推出，取向上为正方向，物体的速度图像如图4所示，求斜面的倾角及物体与斜面间的动摩擦因数。
解析：此题是典型的牛顿第二定律的应用，已知运动学问题求力学问题。所以我们先利用运动学的相关知识求加速度，再利用上述步骤即可解决问题。
由题可知，物体沿斜面上滑时，加速度，方向沿斜面向下。物体沿斜面下滑时，加速度，方向沿斜面向下。
下面就利用上述方法解题：
第一步：明确研究对象──滑块
（1）沿斜面上滑时
第二步：进行受力分析，如图5所示。
第三步：建立平面直角坐标系，进行正交分解，列方程，如图6所示。
①
（2）沿斜面下滑时
第二步：受力分析，如图7所示。
第三步：建立平面直角坐标系，进行正交分解（如图8所示），列方程
②
第四步：解方程组
联立①②两方程组即可解得：
，
