牛顿第二定律

1、4.3 牛顿第二定律牛顿第二定律如果说我比别人看得更远些如果说我比别人看得更远些, ,那是因为我站在了巨人的肩上那是因为我站在了巨人的肩上. 实验：探究加速度与力、质量的关系 探究方法：探究方法：回回 顾顾控制变量法控制变量法aF质量一定质量一定加速度与力的关系加速度与力的关系m1a作用力一定时作用力一定时加速度与质量的关系加速度与质量的关系a Fa m1这个实验中我们只是作了一些简单的探究，这个实验中我们只是作了一些简单的探究，体验一个过程，结论仍然带有猜想和推断的体验一个过程，结论仍然带有猜想和推断的性质，实际上一个规律的发现不可能这么简性质，实际上一个规律的发现不可能这么简单，要想真的把

2、上述结论变成单，要想真的把上述结论变成“定律定律”，工工作还有很多很多，要重复做大量实验，还要作还有很多很多，要重复做大量实验，还要根据实验数据作出图象分析，得出结论以后根据实验数据作出图象分析，得出结论以后还要拿到现实中不断的检验和修正还要拿到现实中不断的检验和修正由此看来我们的前辈们在有限的条件下能由此看来我们的前辈们在有限的条件下能得出这个定律是得出这个定律是既需要谨慎，也需要毅力和既需要谨慎，也需要毅力和勇气的勇气的说明一定：maF1一定：FamFam内容：物体加速度的大小跟作用力成内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟

3、作用力的方向相同的方向跟作用力的方向相同牛顿第二定律牛顿第二定律F=kmaF=kma假如你是科学家，你能否想个办假如你是科学家，你能否想个办法得法得出出k k 值值？ 1938年国际电工委员会和1960年第11届国际计量大会先后分别同意将牛顿作为力和重力的单位名称使用。其定义为：1牛顿是使质量为1 kg的物体产生加速度为1 ms2 的力。人为规定人为规定 : 1N=1Kg.m/s2 所以，如果所以，如果F,a,mF,a,m都用都用国际制单位国际制单位，在上式，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成F F mama 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式F F

4、k k mama 思考：思考： 从牛顿第二定律可知，无论怎么小的力都从牛顿第二定律可知，无论怎么小的力都可以使物体产生加速度，可是当他竭尽全可以使物体产生加速度，可是当他竭尽全力推一个箱子时却推不动它，这跟牛顿第力推一个箱子时却推不动它，这跟牛顿第二定律是否矛盾二定律是否矛盾? 你能解决他的困惑吗你能解决他的困惑吗? 如何理解定律中的如何理解定律中的作用力作用力 ?牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 （1）问题）问题1：定：定律中的作用力？律中的作用力？ 作用于物体上的每一个力各自产生的加速作用于物体上的每一个力各自产生的加速度即具有度即具有独立性；独立性；分分力和加速度在各个方力和加速度在

5、各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，则：向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，则：Fxmax，Fymay 而而物体的实际加速度则是每个力产生的加物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和速度的矢量和，一般，一般我们我们只讨论合加速度只讨论合加速度即即定律中的定律中的作用力作用力 为为F合合牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 mFa合牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 牛顿第二定律进一步的表述为：牛顿第二定律进一步的表述为：物体的加速度的物体的加速度的大小大小与与合外力合外力成正成正比比. .与质量成反比，加速度的与质量成反比，加速度的方向方向跟跟合外力合外力的方向相同。的方向相同。表达

6、式：表达式：F合合=ma牛顿第二定律内容中前半句话牛顿第二定律内容中前半句话的的“物体物体”是指同一个物是指同一个物体体(1)同体性同体性: a 、F、m对应于同一物体对应于同一物体 牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 (2)矢量性矢量性:a与与F 的方向总是相同的方向总是相同牛顿第二定律内容中后半句话：牛顿第二定律内容中后半句话： 加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度的方向跟作用力的方向相同。F和和a都是矢量都是矢量, 牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma是是一个矢量式一个矢量式, 它反映了它反映了加速度方向始加速度方向始终跟合力方向相同终跟合力方向相同. 牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理

7、解 (3)同时同时（瞬时）瞬时）性性: a与与F是瞬时对应关系是瞬时对应关系a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化问题2：放在光滑水平面上的静止物体：（1）如果力F，物体的加速度多少，力为2F时呢?（2）如果F消失呢？FA光滑水平面光滑水平面物体的加速度随合力的变化而变化物体的加速度随合力的变化而变化, , 存在瞬时对应的关系存在瞬时对应的关系. .牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 问问题题3. 牛顿第二定律中指出牛顿第二定律中指出加速度加速度与力成正比与力成正比，能否说成力与加速度成，能否说成力与加速度成正比，为什么？正比，为什么？力是产生加速

8、度的原力是产生加速度的原因，力是因，力是因加速度是果！因加速度是果！因果性因果性(1)独立性独立性:每个力各自独立地使物体每个力各自独立地使物体 产生一个加速度产生一个加速度(3)矢量性矢量性:a与与F 的方向总是相同的方向总是相同(4)同时（瞬时）性同时（瞬时）性:a与与F总是同生同灭同总是同生同灭同变化变化(5)因果性因果性:m是内因、是内因、 F是外因是外因; a由由F、m共同决定共同决定 (6)相对性相对性:惯性参照系惯性参照系 (地面系地面系)(7)统一性统一性:统一用国际制的单位统一用国际制的单位(2)同体性同体性:F、m、a对应于同一物体对应于同一物体 牛顿第二定律的理解牛顿第二

9、定律的理解 例：例：一个质量一个质量m5k5kg的物体在光滑水平面的物体在光滑水平面上，在水平向右的拉力上，在水平向右的拉力F=10N的作用下沿的作用下沿水平面向右运动，求物体的加速度的大小水平面向右运动，求物体的加速度的大小方向（方向（g=10 m/s2）FN=mg F合合=F根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得： F合合=ma 联联立以上各式，代入数据得：立以上各式，代入数据得：a=2m/s2合合力的方向水平向力的方向水平向右；故右；故加速度方向：加速度方向：水平向右水平向右F1、确定研究对象。2、分析物体的受力情况，画出研究对象的受力分析图。3、求出合力。(力的合成法.正交分解法)4.

10、根据牛顿运动定律建立方程并求解。 练习练习一：一：如图所示如图所示,质量质量为为4kg的物体静止于光滑的水平面上的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为若物体受到大小为20 ,与水平方向与水平方向成成37角斜向角斜向上的拉力上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动作用时沿水平面做匀加速运动,（1）求）求物物体的加速度是多大体的加速度是多大?(取取10 m/s2) 解：如图受力分析有：解：如图受力分析有： Y轴：轴：sin0NFFG X轴：轴：由由牛顿第二定律牛顿第二定律F合合=ma 得：得：cosFma 代入数据可解得物体的加速度代入数据可解得物体的加速度a= 4m/s2. （2）若不光滑）若不光滑=0.5=0.5，加，加速度多大？速度多大？如如图，有图，有：FN+ F2 =mg Ff= FN F合合=F1- Ff根据牛顿第二定律得：根据牛顿第二定律得： F合合=ma联立以上各式，代入数据得：联立以上各式，代入数据得：a= 0.5 m/s2FFfF1F2小小结结一、牛顿第二定律内容及表达式一、牛顿第二定律内容及表达式二、对牛顿第二定律的理解：二、对牛顿第二定律的理解：同体性、瞬时性、矢量性、独立性同体性、瞬时性、矢量性、独立性三、运用牛顿第二定律解题三、运用牛顿第二定律解题一个物体质量为一个物体质量为m m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的