牛顿第二定律

1、3 3 牛顿第二定律牛顿第二定律仔细观察视频，仔细观察视频，结合三个物体的结合三个物体的特点，思考一下特点，思考一下它们位置为什么它们位置为什么发生了变化？发生了变化？aF加速度与力的关系加速度与力的关系am1加速度与质量的关系加速度与质量的关系a Fa m1回忆上节课所探究的内容回忆上节课所探究的内容0 00 01.1.能准确表述牛顿第二定律。能准确表述牛顿第二定律。 2.2.理解公式中各物理量的意义及相互关系理解公式中各物理量的意义及相互关系。3.3.知道在国际单位制中力的单位知道在国际单位制中力的单位“牛顿牛顿”是怎样定是怎样定义的义的。4.4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。会用

2、牛顿第二定律的公式进行有关的计算。（重点）（重点）a a F FF F mama a a m m1 1a a m mF FF F k k mama k k 为比例系数为比例系数牛顿第二定律牛顿第二定律1.1.内容表述内容表述物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。反比。2.2.数学表达式数学表达式 kmaF 假如你是科学家，你能否想个办法把假如你是科学家，你能否想个办法把k k消掉？消掉？把能够使质量是把能够使质量是1 kg1 kg的物体产生的物体产生1 m/s1 m/s2 2 的加速的加速度的这么大的力定义为度的这么大的力定义为1 N1 N，

3、即，即 1 1牛牛=1=1千克千克 米米/ /秒秒2 2可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成 F F ma ma 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式对牛顿第二定律对牛顿第二定律F F合合=ma=ma的理解的理解1.1.独立性：独立性： 作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关他力无关; ;而物体实际的加速度而物体实际的加速度a a是每个力的加速度是每个力的加速度的矢量和，的矢量和，F F应为物体受到的合外力应为物体受到的合外力。F

4、F FmgmgN Nf f分析小车的受力分析小车的受力物体实际的加速度物体实际的加速度a a就是每就是每个力的加速度的矢量和个力的加速度的矢量和怎么会推不动啊怎么会推不动啊 ？从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体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？不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？没有矛盾，由公式没有矛盾，由公式F F合合=ma=ma看，看，F F合合为合外力。无论怎样为合外力。无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。

5、小的力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。由受力分析可知为零。由受力分析可知F+N-mg=0F+N-mg=0。【讨论与交流讨论与交流】2.2.矢量性矢量性: :即公式中的即公式中的F F合合与与a a都是矢量，且二者方向相同。都是矢量，且二者方向相同。例如：试分析火箭发射过程中的受力以及加速度例如：试分析火箭发射过程中的受力以及加速度情况。情况。mgF推推F F推推mg=mamg=maF F合合的方向向上，的方向向上，a a方向也向上。方向也向上。a3.3.瞬时性瞬时性: :物体在某一时刻的

6、加速度与该时刻的合外力有关。物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力有关。例如：试分析小车的加速度的情况：例如：试分析小车的加速度的情况：GNF F合合=0=0GNFfF F合合= F= Ff f 向右向右a 0a 0GNfF F合合=f=fa0a0向左向左向右向右向左向左a=0a=04.4.同一性：同一性：F F合合与与a a均是对同一研究对象而言，均是对同一研究对象而言，F F合合中的每一个中的每一个力均应是同一研究对象所受的力。力均应是同一研究对象所受的力。【典例典例1 1】质量为质量为8 8 10103 3kgkg的汽车，在水平的公路的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为上沿直

7、线行驶，汽车的牵引力为1.451.45 10104 4N N，所受，所受阻力为阻力为2.5 2.5 10103 3N N。求：汽车前进时的加速度。求：汽车前进时的加速度。解析解析: :以汽车为研究对象以汽车为研究对象 , ,其受力分析如图其受力分析如图. .NGFf由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得: :解得解得: :F-f=maF-f=maF F合合= F-f= F-f汽车前进时的加速度大小为汽车前进时的加速度大小为1.5m/s1.5m/s2 2 ，方向与前方向与前进的方向相同进的方向相同。2Ffa1.5m/sm利用牛顿第二定律解题的步骤：利用牛顿第二定律解题的步骤：1.1.分析物体受力情况。

8、分析物体受力情况。2.2.根据牛顿第二定律和平衡条件列方程。根据牛顿第二定律和平衡条件列方程。3.3.根据题意找出辅助关系列方程。根据题意找出辅助关系列方程。4.4.解方程求结果。解方程求结果。【规律与方法规律与方法】【典例典例2 2】一静止木箱质量为一静止木箱质量为m m，与水平地面间的动，与水平地面间的动摩擦因数为摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成，现用斜向右下方与水平方向成角角的力的力F F推木箱，求经过推木箱，求经过t t秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。GNFfxyF1F2【解题指导解题指导】求解此题应把握以求解此题应把握以下两点：下两点： (1)(1)受力分析是解答该题的关键受力

9、分析是解答该题的关键 (2)(2)可以利用正交分解法求物体可以利用正交分解法求物体所受合力所受合力fN NFsinG0 Fcosfma 又：又：解析：解析：水平方向水平方向竖直方向：竖直方向：NFxyF2F1fG由以上四式可得：由以上四式可得：tvattFcos(FsinG)vtm一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.1.内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。2.2.数学表达式：数学表达式： F F合合=ma=ma二、对牛顿第二定律二、对牛顿第二定律F F合合=ma=ma的理解的

10、理解1.1.独立性独立性 2.2.矢量性矢量性 3.3.瞬时性瞬时性 4.4.同一性同一性1.1.下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（ ）A.A.物体所受合外力越大，加速度物体所受合外力越大，加速度越大越大B.B.物体所受合外力越大，速度越大物体所受合外力越大，速度越大C.C.物体在外力作用下做匀加速直线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，物体运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小的速度逐渐减小D.D.物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 A A提示提示: :加速度加速度的大小决定了的大小决定了单位时间内速单位时间内速度变化量的大度变

11、化量的大小，加速度的小，加速度的大小与速度的大小与速度的大小无必然的大小无必然的联系。联系。2.2.设洒水车的牵引力不变，所受阻力与车重成正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，它的运动情况将是动，开始洒水后，它的运动情况将是( )( )A.A.继续做匀速直线运动继续做匀速直线运动 B.B.变为做匀加速直线运动变为做匀加速直线运动C.C.变为做变加速直线运动变为做变加速直线运动 D.D.变为做匀减速直线运动变为做匀减速直线运动C C3.3.一个质量为一个质量为2kg2kg的物体同时受到两个力的

12、作用，这的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为两个力的大小分别为2N2N和和6N6N，当两个力的方向发生，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为变化时，物体的加速度大小可能为( )( )A A1m1ms s2 2 B B2m2ms s2 2 C C3m3ms s2 2 D D4m4ms s2 2BCDBCD解析：解析：根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，题目所给的两个力大小分别为比，题目所给的两个力大小分别为2N2N和和6N6N，当两个

13、力，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为的方向相同时合力最大，最大值为2 26 68 8（N N），当），当两个力方向相反时合力最小，最小值为两个力方向相反时合力最小，最小值为6 62 24 4（N N），当两个力的方向既不相同，也不相反时，合），当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于力的大小大于4N4N而小于而小于8N8N，所以两个力的方向发生变，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小化时，合力的大小4N4N F F 8 N8 N。根据牛顿第二定律可得。根据牛顿第二定律可得a=Fa=F合合/m/m，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小

14、小 。所以，答案应选择。所以，答案应选择B B、C C、D D。222m/sa4m/s4.4.如图所示，沿水平方向做如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向挂小球的悬线偏离竖直方向3737角，小球和车厢相对静止，角，小球和车厢相对静止，小球的质量为小球的质量为1kg1kg。(g(g10m/s10m/s2 2，sin37sin370.60.6，cos37cos370.8)0.8)(1)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况(2)(2)求悬线对小球的拉力。求悬线对小球的拉力。解析：解析：(1)(1

15、)小球和车厢相对静止，它们的运动情况相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：重力球为研究对象，小球受两个力作用：重力mgmg和悬线和悬线的拉力的拉力F F，由于小球随车一起沿水平方向做匀变速直，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线运动，合外力沿水平方向，故其加速度沿水平方向向依题意作受力分析图依题意作受力分析图( (如图所示如图所示) )，小球所受的合外力为小球所受的合外力为F F合合mgtan37mgtan37由牛顿第二定律由牛顿第二定律F F合合mama可求得小球的加速度为可求得小球的加速度为a agtan37gtan377.5m/s7.5m/s2 2加速度方向水平向右。车厢可能水平向右做匀加速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直线运动，也可能水