牛顿第二定律

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aF加速度与力的关系am1加速度与质量的关系a∝Fa∝m1一.第二节实验探究的结论00a∝Fa∝m1mF物体的加速度与力和质量的关系a∝二.牛顿第二定律几次简单的实验并不能发现一个规律,只有大量的实验和观察到的事实都能得出相同的结论才能总结出一般性的规律:物体的加速度的大小它受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同--牛顿第二定律1.内容a∝FF∝maa∝m1a∝mFF=kmak为比例系数2.牛顿第二定律数学表达式“牛二”比例式把能够使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的这么大的力定义为1N,即1牛=1千克·米/秒2kg(千克)/m(米)/s(秒)均为国际制单位,可见,如果都用国际单位制的单位,在上式中就可以使k=1,上式简化成F=ma牛顿第二定律的数学表达式三.力的单位十七世纪时任没有规定多大的力作为力的单位牛顿第二定律的验证3.对牛顿第二定律F合=ma的理解(1)矢量性F=ma是矢量式,加速度与合外力都是矢量加速度方向只由合外力的方向决定(2)同一性F合.a和m均是对同一物体或同一系统而言,F合中的每一个力均应是同一研究对象所受的力。F=ma中个物理量统一使用国际制单位<1>牛顿第二定律的“四性”·物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力有关,有力就有加速度的产生,外力停止作用加速度随即消失。·GNF合=0·GNFfF合=F-f向右a≠0·GNfF合=fa≠0向左向右向左a=0例如:试分析小车的加速度的情况:(3)瞬时性:(4)独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律即:Fx=maxFy=may<2>力是产生加速度的原因公式F=ma左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为m的物体在此合外力的作用下的效果是产生加速度a,它突出了力是物体运动状态改变的原因,是物体产生加速度的原因两种分析动力学问题的方法四.牛顿第二定律的应用1.合成法若物体只受两个力的作用而产生加速度时,利用平行四边形法则或三角形法则求出两个力的合力即为物体所受的合外力,而合外力的方向即为加速度的方向,再由牛顿第二定律求解.例:作业与测评121页第七题2.正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时,常用正交分解法解题.通常是分解力,也可以分解加速度(1)分解力:一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解Fx=ma(沿加速度方向)Fy=0(垂直于加速度方向)(2)分解加速度:当物体受到的力相互垂直时,沿这两个相互垂直的方向分解加速度再利用牛顿第二定律列方程求解例:课本p76例题2解题的一般步骤:①认真审题,弄清物理过程和条件②选取研究对象③对研究对象进行受力分析,找出合力,根据‘牛二’列方程求解④将个物理量的单位统一到国际单位制中进行计算,并进行必要讨论(统一单位)一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同这就是牛顿第二定律。2.数学表达式:F合=ma二、对牛顿第二定律F合=ma的理解1.独立性2.矢量性3.瞬时性4.同一性五.小结牛顿第二定律对牛顿第二定律的理解牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例应用牛顿第二定律解题的一般步骤牛顿第二定律的内容牛顿第二定律的表达式:F=ma力的单位同一性矢量性瞬时性独立性牛顿第二定律的“性质”牛顿第二定律和力的单位1.下列说法中正确的是()A.物体所受合外力越大,加速度越大B.物体所受合外力越大,速度越大C.物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小D.物体的加速度大小不变一定受恒力作用A提示:加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小,加速度的大小与速度的大小无必然的联系。六.巩固练习2.设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶未洒水时作匀速运动,开始洒水后,它的运动情况将是()A.继续做匀速直线运动B.变为做匀加速直线运动C.变为做变加速直线运动D.变为做匀减速直线运动C4.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,小球和车厢相对静止,小球的质量为1kg。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.(2)求悬线对小球的拉力。解析:(1)小球和车厢相对静止,它们的运动情况相同,由于对小球的受力情况知道的较多,故应以小球为研究对象,小球受两个力作用:重力mg和悬线的拉力F,由于小球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动,合外力沿水平方向,故其加速度沿水平方向.依题意作受力分析图(如图所示),小球所受的合外力为F合=mgtan37°由牛顿第二定律F合=ma可求得小球的加速度为a=gtan37°=7.5m/s2加速度方向水平向右。车厢可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动.(2)由图可得,悬线对小球的拉力大小为F=N=12.5N。yxmg37°F规律方法:解答本题的关键是根据小球的加速度方向,判断出物体所受合外力的方向,然后画出平行四边形,解其中的三角形就可求得结果。

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