内容正文:
人教版 必修一
4.3 牛顿第二定律
课前导入
“螳臂当车”
《庄子·人间世》:“汝不知夫螳螂乎,怒其臂以当车辙,不知其不胜任也。”
请你思考:
螳臂挡车辙的力能否使车产生加速度?若能,该加速度又有多大?对车的运动状态影响如何?
知识导图
牛顿第二定律
一、牛顿第二定律的理解
1.对牛顿第二定律“五性”的理解
(1)“瞬时性”:牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系.a为某一瞬时的加速度,F即为该时刻物体所受的合外力.
(2)“矢量性”:公式F=ma是矢量式,任一瞬时,a的方向均与合外力方向相同.
(3)“同一性”:一是指加速度a相对于同一个惯性系;二是指式中F、m、a三量必须对应同一个物体或同一个系统.
(4)“同时性”:牛顿第二定律中F、a只有因果关系而没有先后之分.F发生变化,a同时变化,包括大小和方向.
(5)“独立性”:若a为物体的实际加速度,则F必为物体受到的合外力,而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律,与其他力无关,而物体实际的加速度则是每个力产生的加速度的矢量和.
牛顿第二定律
2.m与F和a的关系
物体的质量与物体所受的力和物体的加速度无关,我们不能根据m=得出m∝F,m∝的结论.我们可以这样理解公式m=:物体的质量m在数值上总等于作用在物体上的外力F与物体所产生的加速度a之比.
3.对公式G=mg的理解
(1)在初中学过重力与质量的关系式G=mg,当时指出g=9.8 N/kg.
(2)在自由落体运动中又学了g为重力加速度,大小为g=9.8 m/s2.
(3)通过学习本章的牛顿第二定律,对公式G=mg有了更进一步的理解:g是由于地面上的物体受重力而产生的加速度.
牛顿第二定律
二、牛顿第一、二定律综合理解
1.牛顿第一定律并不是牛顿第二定律F合=0时的特殊情形,因为牛顿第一定律所描述的是物体不受外力的运动状态,是一种理想情况.
2.牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,第一定律指出了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,从而完善了力的内涵;而第二定律则进一步定量地给出了决定物体加速度的因素.
3.要研究物体在力的作用下做什么运动,必须知道物体在不受力的情况下处于怎样的运动状态,所以牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用