内容正文:
4.3 牛顿第二定律
第四章 运动和力的关系
平遥二中 刘壮
知识回顾
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物体的运动状态发生变化,即产生加速度。
加速度的大小可能与哪些因素有关呢?
“力”是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生;
质量是物体惯性的量度,而惯性是保持运动状态不变的性质,所以质量似乎“阻碍”加速度的产生。
4.3牛顿第二定律
平遥二中 刘壮
牛顿第二定律
内容:
物体加速度的大小跟合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。
比例式:
或
比例式:
或
写成等式:
其中k为比例系数,为合外力。
4.3牛顿第二定律
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牛顿第二定律
力的单位:
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:
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:
这就是牛顿第二定律的公式。
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平遥二中 刘壮
理解公式
公式:
理解:
同体性:
F、m、a是对同一个物体而言
F与a的矢量性:
加速度的方向总与合外力方向相同
F与a的瞬时性:
同时产生,同时变化,同时消失
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平遥二中 刘壮
练习巩固
下列说法正确的是:
7. 根据m=F/a,物体的质量跟外力成正比,跟加速度成反比。
6. 物体的加速度大小不变一定受恒力作用;
5. 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同;
4. 物体合外力减小时,速度一定减小;
3. 物体合外力为零时,速度一定为零;
2. 物体速度为零,合外力一定为零;
1. 物体的质量一定,合外力减小时,加速度一定减小;
物体受力只能够决定加速度,速度的大小、方向都不由物体受力而决定
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两个加速度计算公式的区别
a=是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法;a=是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.
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平遥二中 刘壮
解题步骤
1、确定研究对象。
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。
4、选取正方向,根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。
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牛顿第二定律的瞬时性
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例题巩固
某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大?假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
G
FN
F阻
F阻
F
FN
G
汽车减速时受力情况
汽车重新加速时的受力情况
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例题巩固
如图所示,质量m=2.0 kg的木块静止在水平面上,用大小F=20 N、方向与水平方向成θ=37°角的力拉木块。已知木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。g取10m/s2。
⑴求木块运动的加速度。
⑵若木块运动一段时间后撤去拉力,求撤去拉力后较短时间内木块的加速度。
4.3牛顿第二定律
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拓展提升
牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗?
牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力。牛顿第一定律定义了力,而牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的,如果我们不知道物体在不受力情况下是怎样的运动状态,要研究物体在力的作用下是怎么运动的,显然是不可能的,所以牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律代替的,也即不是牛顿第二定律的特例。
4.3牛顿第二定律
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课堂小结
1.加速度a与F的关系:物体质量一定时,加速度a与合外力F合成正比.
2.加速度a与m的关系:物体受合外力一定时,加速度a与m成反比
牛顿第二定律
1.内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.
2.公式: F合=ma
3.注意点:矢量性,瞬时性,同时性和独力性.
4.3牛顿第二定律
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