第3节牛顿第二定律

1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 4.3 牛顿第二定律牛顿第二定律 荥阳高级中学高一荥阳高级中学高一 物理组物理组学习目标学习目标: 1、通过阅读课本第、通过阅读课本第74页页“牛顿第二定律牛顿第二定律”，能说出，能说出牛顿第二定律的内容；牛顿第二定律的内容；2、通过阅读课本第、通过阅读课本第75页页“力的单位力的单位”能说出如何定能说出如何定义义1牛的力及理解牛顿第二定律的表达式；牛的力及理解牛顿第二定律的表达式；3、通过例题及对应练习能根据牛顿第二定律及利用、通过例题及对应练习能根据牛顿第二定律及利用牛顿第二定律解题的一般步骤解决非平衡态的物理问牛顿第二定律解题的一般步骤解决非平衡态

2、的物理问题。题。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 m10 00 0一定：maF1一定：FamFam知识回顾：知识回顾：一、一、牛顿第二定律：牛顿第二定律： 【内容内容】： 物体加速度的大小跟它受到的物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比作用力成正比，跟它的，跟它的质量成质量成反比反比，加速度的方向跟，加速度的方向跟作用力作用力的方向相同。的方向相同。 【比例式比例式 】：mFa maF 或 【等式等式 】：kmaF 其中其中k是比例系数是比例系数 注意：注意：实际物体所受的力往往不止一个，这时实际物体所受的力往往不止一个，这时式中的式中的F

3、指的是物体所受各力的指的是物体所受各力的合力即合外力合力即合外力。 【力的单位力的单位 】：把能够使质量是1 kg的物体产生1 m/s2 的加速度的这么大的力定义为1 N，由F=kma则有 1牛=k 1千克 1米/秒2 故k=1即1牛=1千克 米/秒2 可见，如果F、m、a都用国际单位制的单位，在F=kma的等式中就可以使k=1，上式简化成 F ma a 的方向与F 的方向一定相同F、m、a 是对于同一个物体而言的F 和a 时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化每个力各自独立地使物体产生一个加速度矢量性矢量性瞬时性瞬时性独立性独立性F F mama 合外力质量加速度同体性同体性力是产生加速度的

4、原因因果性因果性牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式关于牛顿第二定律，下列说法正确的是( )A公式F=ma中，各量的单位可以任意选取B某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受的合力，而与这之前或之后的受力无关 C公式F=ma中，a实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和 D物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用 问题问题1、如何求解合外力？、如何求解合外力？问题问题2、如何求解加速度？、如何求解加速度？问题问题3、如何建立合外力与加速、如何建立合外力与加速度的关系？度的关系？思考：当物体所受合力不为零时，物体思考：当物体所受

5、合力不为零时，物体处于什么状态？处于什么状态？三、牛顿第二定律的简单应用三、牛顿第二定律的简单应用 【例题分析例题分析2】质量为质量为m的物体放在倾角为的物体放在倾角为的的斜面上，求：斜面上，求：(1)若斜面光滑，物体沿斜面下滑的加速度多大？若斜面光滑，物体沿斜面下滑的加速度多大？(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为若斜面与物体间的动摩擦因数为，物体沿，物体沿斜面下滑的加速度多大斜面下滑的加速度多大?（1）a=gsin （2）a=gsin -gcos 利用牛顿第二定律解题的步骤【对应练习对应练习1】如图，位于水平地面上质量为如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为，方向与水平方向成的木块，在

6、大小为，方向与水平方向成角的角的拉力作用下，沿地面向右做匀加速直线运拉力作用下，沿地面向右做匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为动若木块与地面之间的动摩擦因数为 ，求：木块的加速度？求：木块的加速度？规范解题过程解：根据题意在木块匀加速的运动过程中，对木块受力分析如图所示由以上方程解得：a=mFmgFasincosGFNFfxyFxFy在x轴方向由木块处于非平衡态则根据牛顿第二定律得：在y轴方向由木块处于平衡态可得方程 FNFy= G又 Ff= FNFx- Ff=ma建立坐标系分解力F : Fx=Fcos Fy =Fsin 总结利用牛顿第二定律解题的一般思路总结利用牛顿第二定律解题的一

7、般思路1 1、明确研究对象；、明确研究对象；2、分析研究对象的受力情况和运动情况，画出、分析研究对象的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图。研究对象的受力分析图。3、建立平面直角坐标系，并将不在坐标系上的、建立平面直角坐标系，并将不在坐标系上的力进行分解。坐标系建立原则，将加速度的方向力进行分解。坐标系建立原则，将加速度的方向作为某一坐标轴的方向。作为某一坐标轴的方向。4、列方程并进行求解。（没有加速度的方向列、列方程并进行求解。（没有加速度的方向列平衡方程，有加速度的方向列牛顿第二定律方平衡方程，有加速度的方向列牛顿第二定律方程）。程）。规范解题过程解：根据题意在木块匀加速的运动过程

8、中，对木块受力分析如图所示由以上方程解得：a=mFmgFasincosGFNFfxyFxFy在x轴方向由木块处于非平衡态则根据牛顿第二定律得：在y轴方向由木块处于平衡态可得方程 FNFy= G又 Ff= FNFx- Ff=ma建立坐标系分解力F : Fx=Fcos Fy =Fsin 【例题分析例题分析4】用一水平恒力将质量为用一水平恒力将质量为250kg的的木箱沿水平地面由静止加速推行木箱沿水平地面由静止加速推行50m，历时，历时l0s，若物体受到的阻力是物重的若物体受到的阻力是物重的01倍，则外加推倍，则外加推力多大力多大?(g=10m/s2) 答案：答案：F=500N【对应练习对应练习2】

9、航模兴趣小组设计出一架遥控航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器飞行器,其质量其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升动力系统提供的恒定升力力F=28 N.试飞时试飞时,飞行器从地面由静止开始竖飞行器从地面由静止开始竖直上升直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,取取g=10 m/s2.飞行器飞行飞行器飞行t1=8 s时到达高度时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力求飞行器所受阻力f的大小的大小.答案：答案：F=4N 牛顿第二定律揭示了牛顿第二定律揭示了 和和 的定量关的定量关系，其中系，其中 （填物理量）是联系运动学和力（填物理量）是联系运动学和力学的桥梁，我们可以根据力学求解学的桥梁，我们可以根据力学求解 研究物研究物体的运动情况，也可以根据运动情况求解体的运动情况，也可以根据运动情况求解 研研究物体的受力情况。究物体的受力情况。对牛顿第二定律的进一步理解对牛顿第二定律的进