牛顿第二定律

1、4.3牛顿第二定律 学习目标1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式，理解公式中各物理量的意义及相互关系。2、能根据对1N的定义，理解牛顿第二定律的数学关系式是如何从变成 的。3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算 学习指要本节“牛顿第二定律”则将运动与力有机结合起来，力学与运动学的规律通过牛顿第二定律连为一体。应用牛顿运动定律解决的问题主要可分为两类：第一类是已知受力情况求运动情况；第二类是已知运动情况求受力情况。分析解决这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度。受 力情 况牛顿第二定律加速度a运动学公式运动情况动力学的第一类基本问题动力学的第二类基本问题1、基本思路流

2、程图为：速度-时间公式：位移-时间公式：位移-速度公式：平均速度公式：2、动力学问题的处理方法（1）进行受力分析时，要掌握好各种研究方法，如平行四边形法、正交分解法、三角形法等。解题时另外还要注意运用几何知识。（2）在图像中分析运动情况时，要区分好图像、图像、图像，并要利用好其研究方法的相似性；在图像中分析受力情况时，要注意F是否为物体受到的合外力，分析好是否存在F力以外的其它力（如重力、摩擦力等）的作用。（3）运用牛顿运动定律时，要注意先通过受力分析确定物体运动情况，再运用牛顿运动定律，把力与运动联系起来，列方程求解。 课前预习一、 复习旧知识：问题1：牛顿第一定律的内容是什么？ 。问题2：

3、通过上节课的探究，你认为力F、质量m、加速度a三者的关系如何？ 。二、 课前预习：问题3：你认为力F、质量m、加速度a三者之间的等式关系如何？ 。问题4：等式中的K的值是多大呢？国际单位制中是怎么定义力的单位的？ 。1、牛顿第二定律（1）内容： 。（2）数学表达式： 。（3）对牛顿第二定律的理解公式中的F既可以是 ，也可以是 ；m是 ；a是 。三者之间有以下关系：因果关系：公式F=ma表明，只要物体所受合力不为零，物体就产生加速度，即力是产生加速度的 。矢量关系：加速度与合力的方向 。同体关系：加速度和合外力是同属 物体。瞬时对应关系：表达式F=ma是对运动过程的每一瞬间都成立，加速度与力是同

4、一时刻的对应量，即同时 、同时 。独立对应关系：当物体受到几个力的作用时，各力将独立产生与其对应的加速度。但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度 的结果。2、牛顿运动定律的适用范围牛顿第二定律只适用于 参考系， 参考系是指相对于地面 或 的参考系；牛顿第二定律只适用于 运动的物体。问题5：你知道与的区别吗？ 。问题6：牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？ 。 小试牛刀题1：一辆质量为1.0103kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力。题2：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力

5、是2.0N。（1）求物体在4.0s末的速度；（2）若在4s末撤去拉力，求物体滑行时间。题3：一个物体，质量是2kg，受到互成 120角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大？ 课中学习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不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ 课中练习题1: 如图所示，质量为m=11kg的物块放在水平地面上，在与水平方向成=37角斜向上、大小为50N 的拉力F 作用下，以大小为v0=l0m/s的速度向右做匀速直线运动，（取当地的重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，co

6、s37=0.8）求： （1）物块与水平面间的动摩擦因数; （2）若撤去拉力F，物块在水平地面上滑行的最大距离是多少? 题2：将质量为m的木块放在倾角为的斜面上，木块可沿斜面匀速下滑。现用一沿斜面向上的推力F作用于木块，使之沿斜面向上作匀加速运动，其加速度的大小为a，如图所示。求F的大小。4o246810268t/s题3：质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去，其运动的图像如图所示。取，求：(1)物体与水平面间的运动摩擦因数； (2)水平推力的大小；（3）内物体运动位移的大小。 课后自评（1）下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是：A、由Fma可知

7、，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；B、由mFa可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；C由aFm可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；D、由mFa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。（2）在牛顿第二定律公式Fkma中，有关比例常数k的说法正确的是：A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中，k的数值一定等于1（3）关于运动和力，正确的说法是A、物体速度为零时，合外力一定为零 B、物体作曲线运动，合外力一定是变力C、

8、物体作直线运动，合外力一定是恒力 D、物体作匀速运动，合外力一定为零（4）静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( )A.物体同时获得速度和加速度 B.物体立即获得加速度，但速度仍为零C.物体立即获得速度，但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度都仍为零（5）某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100kmh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2000 N，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。（6）一个物体，质量是2 kg，受到互成 120角的两个力F1和F2的作用。这

9、两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大？（7）地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8） 提高拓展t/sF/N012312341光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始受到一水平向右的拉力F，F随时间变化图如下，要求作出速度时间图象。2航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=2，动力系统提供的恒定升力F=28N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变

10、，g取10m/s2。 （1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小； （2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大宽度h； （3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。3如图所示，质量M = 0.1 kg 的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角37，球与杆间的动摩擦因数0.5 。小球受到竖直向上的恒定拉力F1.2N 后，由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动。（sin370.6，cos370.8，重力加速度g 取10m/s2）求: 斜杆对小球的滑动摩擦力的大小； 小球的加速度；最初2s 内小球的位移。4.如图所示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分别为mA=3.0kg和mB=2.0kg，它们与地面间的动摩擦因数均