4.3 牛顿第二定律(人教版)（基础课堂）

1、4.3 牛顿第二定律第四章 牛顿运动定律1教育课数据处理得：a F实验结论：当m一定时，a和F成正比即1、质量m一定，加速度a与力F的关系回忆上节课所探究的内容2教育课2、力F一定，加速度a与质量m的关系数据处理得：m回忆上节课所探究的内容1/m实验结论：当F一定时，a和m成反比1ma3教育课如果用实验方案一结论是否相同呢4教育课F Kma k 为比例系数物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。大量实验和事实都能得出同样的结论:5教育课牛顿第二定律【内容】物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。【比例式】【等式】F=kma，其中k是比例系

2、数或k是多少呢？6教育课在17世纪，对牛顿第二定律中F=kma中的质量、加速度的单位中的米、秒的单位已经定义了，唯独力的单位没有定义。为了纪念牛顿对力学的贡献，把力的单位定义为牛顿。小资料把能够使质量是1 kg的物体产生1m/s2 的加速度的这么大的力定义为1 N，即 1牛=1千克 米/秒2 1 N=1 kgm/s27教育课所以，当我们在运用牛顿第二定律应用国际单位制时，K=1此时，牛顿第二定律可写成 F ma 8教育课1、在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法，正确的是 ( )、在任何情况下k都等于；、k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；、k的数值是由质量、加速度和力的单

3、位决定的；、在国际单位制中，k=1练习CD9教育课从F=ma可知：无论一个多小的力F都可以使物体产生加速度a，可是蚂蚁用力却推不动放在水平地面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？思考与讨论答：没有矛盾，由公式Fma看，F为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。砖仍静止，说明砖所受合外力为零。10教育课牛顿第二定律进一步的表述为：物体的加速度的大小与合外力成正比.与质量成反比.加速度方向与合外力方向相同.表达式：F合=ma11教育课F ma 性质(1)因果性: 力是产生加速度的原因12教育课F ma 性质(2)同体性: a 、F、m对应于同一物体或同一个整体

4、13教育课F=maFaA光滑水平面F和a都是矢量, 牛顿第二定律F=ma是一个矢量式, 它反映了加速度方向始终跟合力方向相同, 而速度方向与合力方向无必然联系(3)矢量性:a与F 的方向总是相同F ma 性质14教育课FA光滑水平面物体受到拉力F之前静止 a=?物体受到拉力F之后，a有了吗?撤去拉力F后，a还存在吗? F增大、减小时，a怎样?a与F总是同时产生，同时消失，同时变化(4)同时性: a与F是瞬时对应关系F ma 性质15教育课FA光滑水平面物体还受哪几个力?GNG与N分别产生加速度吗?作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他力无关。 合力的加速度即是这些加速度

5、的矢量和。(5)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度F ma 性质16教育课(5)独立性:每个力各自独立地使物体 产生一个加速度(3)矢量性:a与F 的方向总是相同(4)同时性:a与F总是同生同灭同变化(1)因果性:力F是产生加速度a的原因(6)相对性:惯性参照系 (地面系)(7)统一性:统一用国际制的单位(2)同体性:F、m、a对应于同一物体 F ma 性质17教育课某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,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。汽车减速

6、时受力情况GNf例题18教育课(1)汽车在减速过程:Vo=100kmh27.8 ms，V=0，t=70s根据 a(v-vo)/t 得: 加速度为a1 0.397 ms2, 方向向后.根据牛顿第二定律得: 受到的阻力 fma1437N, 方向向后.解：设汽车前进方向为正方向19教育课汽车重新加速时的受力情况某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,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。fFNG例题20教育课解：(2) 汽车重新启动时: 牵引力为F=2 000N，根据

7、牛顿第二定律得: 加速度为 a2=(F f )/m1.42 ms2 方向向前.21教育课用牛顿第二定律解题的一般步骤1、确定研究对象2、分析受力、运动情况，画出受力分析图3、求合力4、选正方向，根据牛顿运动定律和运动学公式建立方程并求解注意:各量统一用国际单位制的单位.22教育课合成法一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力.这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?F1F20F例题分析:60023教育课分析 应先求出合力F合.然后用牛顿第二定律求出加速度.解法一：受力分析如图，可知F合=2F1cos60 600F1F2F合 加速度的方向两个

8、力的方向的夹角都是60024教育课正交分解法一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力.这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?xy0F1F2例题合力还可以怎么求60060025教育课 解法二：建立坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解. F1x=F1cos60，F1y=F1sin60 F2x=F2cos60，F2y=F2sin60 F合=F1x+F2x =F1cos60+F2cos60 =10N.由牛F合=ma得600F1F2600yxoF1xF1yF2xF1y26教育课一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力.这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?有没有其他方法？0F1F2a2a1a例题60027教育课 练习 如图所示，质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦因数为=0.20。现对它施加一向右与水平方向成37、大小为20N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度大小。）37F解：对物体受力分析mgNNfFxFyyx所以 F合= Fx合= Fxf=ma 又 f= N代入数据联立得a=2.6m/s2x方向：Fx合= Fxfy方向：Fy合合= Fy + NN mg =028教育课若F合=0，则加速度a=0，物体不改变运动