牛頓第二定律

1、3 3 牛頓第二定律牛頓第二定律仔細觀察視頻，仔細觀察視頻，結合三個物體的結合三個物體的特點，思考一下特點，思考一下它們位置為什么它們位置為什么發(fā)生了變化？發(fā)生了變化？aF加速度與力的關系加速度與力的關系am1加速度與質量的關系加速度與質量的關系a Fa m1回憶上節(jié)課所探究的內容回憶上節(jié)課所探究的內容0 00 01.1.能準確表述牛頓第二定律。能準確表述牛頓第二定律。 2.2.理解公式中各物理量的意義及相互關系理解公式中各物理量的意義及相互關系。3.3.知道在國際單位制中力的單位知道在國際單位制中力的單位“牛頓牛頓”是怎樣定是怎樣定義的義的。4.4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。會用

2、牛頓第二定律的公式進行有關的計算。（重點）（重點）a a F FF F mama a a m m1 1a a m mF FF F k k mama k k 為比例系數為比例系數牛頓第二定律牛頓第二定律1.1.內容表述內容表述物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質量成物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質量成反比。反比。2.2.數學表達式數學表達式 kmaF 假如你是科學家，你能否想個辦法把假如你是科學家，你能否想個辦法把k k消掉？消掉？把能夠使質量是把能夠使質量是1 kg1 kg的物體產生的物體產生1 m/s1 m/s2 2 的加速的加速度的這么大的力定義為度的這么大的力定義為1 N1 N，

3、即，即 1 1牛牛=1=1千克千克 米米/ /秒秒2 2可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使可以使k=1k=1，上式簡化成，上式簡化成 F F ma ma 牛頓第二定律的數學表達式牛頓第二定律的數學表達式對牛頓第二定律對牛頓第二定律F F合合=ma=ma的理解的理解1.1.獨立性：獨立性： 作用在物體上的每一個力都各自產生加速度，與其作用在物體上的每一個力都各自產生加速度，與其他力無關他力無關; ;而物體實際的加速度而物體實際的加速度a a是每個力的加速度是每個力的加速度的矢量和，的矢量和，F F應為物體受到的合外力應為物體受到的合外力。F

4、F FmgmgN Nf f分析小車的受力分析小車的受力物體實際的加速度物體實際的加速度a a就是每就是每個力的加速度的矢量和個力的加速度的矢量和怎么會推不動啊怎么會推不動啊 ？從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度。可是我們用力提一個很重的物體時卻提產生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？沒有矛盾，由公式沒有矛盾，由公式F F合合=ma=ma看，看，F F合合為合外力。無論怎樣為合外力。無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度，這個力應是合外力。

5、小的力都可以使物體產生加速度，這個力應是合外力。現用力提一很重的物體時，物體仍靜止，說明合外力現用力提一很重的物體時，物體仍靜止，說明合外力為零。由受力分析可知為零。由受力分析可知F+N-mg=0F+N-mg=0。【討論與交流討論與交流】2.2.矢量性矢量性: :即公式中的即公式中的F F合合與與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：試分析火箭發(fā)射過程中的受力以及加速度例如：試分析火箭發(fā)射過程中的受力以及加速度情況。情況。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.瞬時性瞬時性: :物體在某一時刻的

6、加速度與該時刻的合外力有關。物體在某一時刻的加速度與該時刻的合外力有關。例如：試分析小車的加速度的情況：例如：試分析小車的加速度的情況：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合合與與a a均是對同一研究對象而言，均是對同一研究對象而言，F F合合中的每一個中的每一個力均應是同一研究對象所受的力。力均應是同一研究對象所受的力。【典例典例1 1】質量為質量為8 8 10103 3kgkg的汽車，在水平的公路的汽車，在水平的公路上沿直線行駛，汽車的牽引力為上沿直

7、線行駛，汽車的牽引力為1.451.45 10104 4N N，所受，所受阻力為阻力為2.5 2.5 10103 3N N。求：汽車前進時的加速度。求：汽車前進時的加速度。解析解析: :以汽車為研究對象以汽車為研究對象 , ,其受力分析如圖其受力分析如圖. .NGFf由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: :解得解得: :F-f=maF-f=maF F合合= F-f= F-f汽車前進時的加速度大小為汽車前進時的加速度大小為1.5m/s1.5m/s2 2 ，方向與前方向與前進的方向相同進的方向相同。2Ffa1.5m/sm利用牛頓第二定律解題的步驟：利用牛頓第二定律解題的步驟：1.1.分析物體受力情況。

8、分析物體受力情況。2.2.根據牛頓第二定律和平衡條件列方程。根據牛頓第二定律和平衡條件列方程。3.3.根據題意找出輔助關系列方程。根據題意找出輔助關系列方程。4.4.解方程求結果。解方程求結果?！疽?guī)律與方法規(guī)律與方法】【典例典例2 2】一靜止木箱質量為一靜止木箱質量為m m，與水平地面間的動，與水平地面間的動摩擦因數為摩擦因數為，現用斜向右下方與水平方向成，現用斜向右下方與水平方向成角角的力的力F F推木箱，求經過推木箱，求經過t t秒時木箱的速度。秒時木箱的速度。GNFfxyF1F2【解題指導解題指導】求解此題應把握以求解此題應把握以下兩點：下兩點： (1)(1)受力分析是解答該題的關鍵受力

9、分析是解答該題的關鍵 (2)(2)可以利用正交分解法求物體可以利用正交分解法求物體所受合力所受合力fN NFsinG0 Fcosfma 又：又：解析：解析：水平方向水平方向豎直方向：豎直方向：NFxyF2F1fG由以上四式可得：由以上四式可得：tvattFcos(FsinG)vtm一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1.1.內容：物體的加速度跟所受的合力成正比，跟內容：物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質量成反比，這就是牛頓第二定律。物體的質量成反比，這就是牛頓第二定律。2.2.數學表達式：數學表達式： F F合合=ma=ma二、對牛頓第二定律二、對牛頓第二定律F F合合=ma=ma的理解的

10、理解1.1.獨立性獨立性 2.2.矢量性矢量性 3.3.瞬時性瞬時性 4.4.同一性同一性1.1.下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ）A.A.物體所受合外力越大，加速度物體所受合外力越大，加速度越大越大B.B.物體所受合外力越大，速度越大物體所受合外力越大，速度越大C.C.物體在外力作用下做勻加速直線物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小的速度逐漸減小D.D.物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 A A提示提示: :加速度加速度的大小決定了的大小決定了單位時間內速單位時間內速度變化量的大度變

11、化量的大小，加速度的小，加速度的大小與速度的大小與速度的大小無必然的大小無必然的聯系。聯系。2.2.設灑水車的牽引力不變，所受阻力與車重成正設灑水車的牽引力不變，所受阻力與車重成正比，灑水車在平直路面上行駛未灑水時作勻速運比，灑水車在平直路面上行駛未灑水時作勻速運動，開始灑水后，它的運動情況將是動，開始灑水后，它的運動情況將是( )( )A.A.繼續(xù)做勻速直線運動繼續(xù)做勻速直線運動 B.B.變?yōu)樽鰟蚣铀僦本€運動變?yōu)樽鰟蚣铀僦本€運動C.C.變?yōu)樽鲎兗铀僦本€運動變?yōu)樽鲎兗铀僦本€運動 D.D.變?yōu)樽鰟驕p速直線運動變?yōu)樽鰟驕p速直線運動C C3.3.一個質量為一個質量為2kg2kg的物體同時受到兩個力的

12、作用，這的物體同時受到兩個力的作用，這兩個力的大小分別為兩個力的大小分別為2N2N和和6N6N，當兩個力的方向發(fā)生，當兩個力的方向發(fā)生變化時，物體的加速度大小可能為變化時，物體的加速度大小可能為( )( )A A1m1ms s2 2 B B2m2ms s2 2 C C3m3ms s2 2 D D4m4ms s2 2BCDBCD解析：解析：根據牛頓第二定律，如果一個物體同時受到幾根據牛頓第二定律，如果一個物體同時受到幾個力的作用，物體的加速度跟所受的外力的合力成正個力的作用，物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，題目所給的兩個力大小分別為比，題目所給的兩個力大小分別為2N2N和和6N6N，當兩個

13、力，當兩個力的方向相同時合力最大，最大值為的方向相同時合力最大，最大值為2 26 68 8（N N），當），當兩個力方向相反時合力最小，最小值為兩個力方向相反時合力最小，最小值為6 62 24 4（N N），當兩個力的方向既不相同，也不相反時，合），當兩個力的方向既不相同，也不相反時，合力的大小大于力的大小大于4N4N而小于而小于8N8N，所以兩個力的方向發(fā)生變，所以兩個力的方向發(fā)生變化時，合力的大小化時，合力的大小4N4N F F 8 N8 N。根據牛頓第二定律可得。根據牛頓第二定律可得a=Fa=F合合/m/m，當兩個力取不同的方向時，物體的加速度大，當兩個力取不同的方向時，物體的加速度大小

14、小 。所以，答案應選擇。所以，答案應選擇B B、C C、D D。222m/sa4m/s4.4.如圖所示，沿水平方向做如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸勻變速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向掛小球的懸線偏離豎直方向3737角，小球和車廂相對靜止，角，小球和車廂相對靜止，小球的質量為小球的質量為1kg1kg。(g(g10m/s10m/s2 2，sin37sin370.60.6，cos37cos370.8)0.8)(1)(1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況(2)(2)求懸線對小球的拉力。求懸線對小球的拉力。解析：解析：(1)(1

15、)小球和車廂相對靜止，它們的運動情況相小球和車廂相對靜止，它們的運動情況相同，由于對小球的受力情況知道的較多，故應以小同，由于對小球的受力情況知道的較多，故應以小球為研究對象，小球受兩個力作用：重力球為研究對象，小球受兩個力作用：重力mgmg和懸線和懸線的拉力的拉力F F，由于小球隨車一起沿水平方向做勻變速直，由于小球隨車一起沿水平方向做勻變速直線運動，合外力沿水平方向，故其加速度沿水平方線運動，合外力沿水平方向，故其加速度沿水平方向向依題意作受力分析圖依題意作受力分析圖( (如圖所示如圖所示) )，小球所受的合外力為小球所受的合外力為F F合合mgtan37mgtan37由牛頓第二定律由牛頓第二定律F F合合mama可求得小球的加速度為可求得小球的加速度為a agtan37gtan377.5m/s7.5m/s2 2加速度方向水平向右。車廂可能水平向右做勻加速加速度方向水平向右。車廂可能水平向右做勻加速直線運動，也可能水平向左做勻減速直線運動直線運動，也可能水