牛顿第二定律

三、牛顿第二定律,第四章牛顿运动定律,数据处理得：,aF,实验结论：,当m一定时，a和F成正比,即,1、质量m一定，加速度a与力F的关系,回忆上节课所探究的内容,2、力F一定，加速度a与质量m的关系,数据处理得：,m,回忆上节课所探究的内容,或a1/m,力与质量和加速度的关系:,一、牛顿第二运动定律,物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比，,加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同,或者：,牛顿第二定律用数学式子表示就是：,其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个力作用时，这时F表示合力。,等式F=kma，如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使k=1，从而使公式简化。,我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速度的力，叫做1牛顿。即：,1牛=1千克米/秒2,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,这就是牛顿第二定律的公式。,二、力的单位,物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。即F合=ma,关于牛顿第二定律的说明:,1.同体性:(a与F合,m都属于同一物体，即研究对象同一性）,牛顿第二定律的更一般表述是：,2、瞬时性：a与F合是瞬时对应关系,a、F合,同时产生,同时消失,同时变化,3、矢量性：a与F合方向相同,注意：a的方向与F合方向一定相同,v的方向与F合方向不一定相同,若v、F合的方向相同，物体做加速运动若v、F合的方向相反，物体做减速运动,前面第一章我们已学过：a、v同向，加速；a、v反向，减速a的方向与F合方向一定相同所以，我们可得出这样的结论：,4、独立性：每个力都独立产生各自的加速度，与其它力无关，物体实际运动的加速度为这些加速度的矢量和，即合力产生合加速度。,小试牛刀：,如图所示，质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦因数为=0.20。现对它施加一向右与水平方向成37大小为20N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度大小。,解：对物体受力分析,mg,FN,f,Fx,Fy,解：沿汽车运动方向建立坐标轴，在试车的第一阶段，汽车做匀变速运动初速度是v0=100km/h=27-8m/s，末速度是0，滑行时间t=70s，因此加速度a1为,汽车受到的阻力为,负号表示阻力的方向与坐标轴的方向相反，即与速度的方向相反。,在重新起步后，汽车还受到牵引力F合=Ff=2000N-437N=1563N,由牛顿第二定律可得汽车的加速度a2,在试车的第二阶段，加速度的方向与坐标轴的方向相同，即与速度的方向相同,分析应先求出合力F合.然后用牛顿第二定律求出加速度.解法一：受力分析如图，可知F合=2F1cos60,例题一个物体，质量是2kg，受到互成120角的两个力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？,600,F1,F2,F合,加速度的方向两个力的方向的夹角都是600,解法二：建立坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解.F1x=F1cos60，F1y=F1sin60F2x=F2cos60，F2y=F2sin60F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消.F1x和F2x的它们的合力就等于力F1和F2的合力，即F合=F1x+F2x=F1cos60+F2cos60=10N.由F合=ma得:,600,F1,F2,600,y,x,o,F1x,F1y,F2x,F1y,1确定研究对象,总结,2分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图,3求出合力注意用国际单位制统一各个物理量的单位,4根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解,随堂练习：,1.从牛顿第二定律公式m=F/a可得，对某一物体来说，它的质量A.与外力成正比B.与合外力成正比C.与加速度成反比D.与合外力以及加速度都无关,D,2.当作用在物体上的合外力不等于零时A.物体的速度将一定越来越大B.物体的速度将一定越来越小C.物体的速度将有可能不变D.物体的速度将一定改变,D,随堂练习：,随堂练习：,4在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中，下列说法正确的是,A物块接触弹簧后即做减速运动,B物块接触弹簧后先加速后减速C当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度不等于零,D当物块的速度为零时，它所受的合力不为零,5如图所示，一质量为lkg的木块放在水平桌面上，在水平方向受到三个力，即F1、F2和摩擦力作用，木块向右匀速运动，其中F1=8N，F2=2N，若撤去F2，则木块的加速度为,A2ms2，方向向左B2ms2，方向向右C8ms2，方向向右D零,随堂练习：,从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？,答：没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力（F0）都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F提+F支-mg=0。,讨论,小结,牛顿第二