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3.3牛顿第二定律河大附中物理组一、探究实验1.实验目的：研究物体的加速度(a)与物体所受的合外力（F）、物体的质量(m)之间的关系。2.实验方法：控制变量法：当我们要研究几个（一般为3个）物理量之间的关系时，为了研究方便，可以先让某一个物理量不变化，研究另外两个量之间的关系。最后在得出结论。⑴保持质量不变，研究物体的加速度和所受力的关系⑵保持物体受力不变，研究物体的加速度和质量的关系⑶由⑴和⑵得到，物体的加速度a与所受力F、物体质量之间的关系。⑴保持物体的质量不变，研究在不同拉力的作用下物体获得的加速度的关系。结论1：a1:a2=F1:F2质量一定时，物体的加速度与所受作用力成正比。3.实验过程：即a∝F⑵保持物体所受力不变，研究物体的加速度与其质量之间的关系。结论2：a1:a2=m2:m1当物体受力一定时，物体的加速度与其质量成反比。即a∝1/m综合两结论：由以上两个结论可知：物体的加速度与物体所受作用力成正比，与物体的质量成反比。a∝F/m或F=kma在国际单位制中：规定使质量为1kg的物体产生大小为1m/s2的加速度的力就是1牛顿。如果F、m、a都用国际单位，则：k=1。二、牛顿第二定律1.内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。2.公式：F合=ma三、理解⑴矢量性：加速度的方向与合外力的方向相同。⑵瞬时性：F合=ma对运动的每个瞬间都成立，如果合外力变化，物体的加速度也同时变化。⑶同体性：F、m、a必须对应同一物体。思考：１．根据牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以产生加速度，那么为什么我们用较小的力却提不动放在水平面上的重物？２．给一个水平面上的物体一个初速度１０m/s，物体的质量为１ｋｇ，物体与水平面间的动摩擦因数为０．２，那么物体的加速度为多大？如果同时沿物体速度方向有拉力４Ｎ，加速度为多大？如果该物体静止在水平面上，用１Ｎ的拉力拉它，加速度为多大？练习答案:C1.下列说法正确的是:A.加速度与拉力大小成正比B.只要有力作用在物体上,加速度就不为零C.合力为零,物体可能处于静止状态D.合外力方向就是运动方向答案:BD2.使物体加速度加倍,下列方法哪个可行:A.动力加倍,质量加倍B.质量减半,合力不变C.合力增加到原来的二倍,质量减半D.合力增加到原来的二倍,质量不变答案:CD3.在牛顿第二定律里F=kma中,比例常数k的数值:A.在任何情况下都等于1B.K值是由质量、加速度、和力的大小决定的C.K值是由质量,加速度,和力的单位决定的D.在国际单位制里,k的数值一定等于1答案:B4.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力的作用,当力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是:A.物体同时获得速度和加速度B.物体立即获得加速度,但速度为零C.物体立即获得速度,但加速度为零D.物体的速度和加速度仍为零5.质量一定的物体在合力F作用下从静止开始运动，若合力F恒定不变，则运动的加速度__________，运动的速度将___________；若合力F逐渐减小直至零，则运动的加速度将__________，运动的速度将___________。（填变大、变小或不变）6．某静止物体受一对平衡力作用，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向保持，另一个力保持不变，试分析在此过程中，该物体的加速度和速度变化情况如何？牛顿第二定律习题基本类型题目类型流程：①由左向右求解即第一类问题，可将vt、v0、s、t中任何一个物理量作为未知求解。②由右向左求解即第二类问题，可将F、f、m中任一物量作为未知求解。③若阻力为滑动摩擦力，则有F-μmg=ma，还可将μ作为未知求解。1．已知受力情况求解运动情况例1．一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5.0N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N。1)求物体在4.0秒末的速度；2)若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间。解题步骤：确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、检验结果。2．已知运动情况求解受力情况例2．一辆质量为1.0×103kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力至少是多大、方向如何？例3．一物体正以10m/s的速度沿水平面运动，撤去拉力后匀减速滑行12.5m，求物体与水平面间动摩擦因数。3．物体在斜向力作用下的运动例4．一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。小结：1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；一类是已知运动情况求解受力。2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。