43牛顿第二定律

会计学143牛顿第二定律实验：探究加速度与力、质量的关系探究方法：回顾控制变量法加速度与力的关系加速度与质量的关系a∝Fa∝第1页/共34页F∝ma物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同找到规律：牛顿第二定律F=kma归纳法第2页/共34页

我们能否想个办法把k消掉?定义:

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：1牛=1千克·米/秒2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F＝ma

F＝kma

一、力的单位第3页/共34页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()Ａ、在任何情况下k都等于１；Ｂ、k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；Ｃ、k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的；Ｄ、在国际单位制中，k=1．练习CD第4页/共34页1.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；加速度的方向跟作用力的方向相同F=ma2.

公式:a=mF二、牛顿第二定律合力质量加速度第5页/共34页3.理解:a=mF(1)同体性:a、F、m对应于同一物体

牛顿第二定律内容中前半句话的“物体”是指同一个物体吗?第6页/共34页3.理解:a=mF牛顿第二定律内容中后半句话：加速度的方向跟作用力的方向相同。FA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(2)矢量性:a与F的方向总是相同第7页/共34页3.理解:a=mFFA光滑水平面物体受到拉力F之前静止物体受到拉力F之后做什么运动?撤去拉力F后，物体做什么运动?F增大、减小时，a怎样?物体的加速度随合力的变化而变化,存在瞬时对应的关系.(3)同时（瞬时）性:a与F是瞬时对应关系a与F总是同生同灭同变化第8页/共34页3.理解:a=mFFA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的矢量和。(4)独立性:每个力各自独立地能使物体产生一个加速度第9页/共34页(4)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度(2)矢量性:a与F的方向总是相同(3)同时（瞬时）性:a与F总是同生同灭同变化(5)因果性:m是内因、F是外因;a由F、m共同决定

(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a=mF(1)同体性:F、m、a对应于同一物体

3.理解:第10页/共34页

如图4－3－4所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg。(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；

(2)求悬线对球的拉力。图4－3－4例题1a=mF矢量性第11页/共34页如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面的小球A与下面的小球B的加速度为 (

)A．aA＝g，aB＝gB．aA＝g，aB＝0C．aA＝2g，aB＝0D．aA＝0，aB＝g例题2Ca=mF瞬时性第12页/共34页2、静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是()A、物体立即获得加速度和速度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均为零B练习第13页/共34页3、下列说法中正确的是（）A、物体所受合力为零时,速度一定为零；B、物体所受合力越大,物体的加速度越大,速度也越大;C、物体的速度方向一定与物体所受合力的方向一致;D、物体的加速度方向一定与物体所受合力的方向相同;E、物体的加速度大小不变一定受恒力作用F、根据m=F/a,物体的质量跟力成正比,跟加速度成反比.D练习第14页/共34页牛顿第一定律1、定性定义了力的概念2、定义了惯性的概念3、定义了惯性系的概念4、定性力和运动的关系牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的。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。讨论牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？第15页/共34页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。汽车减速时受力情况GNffFNG例题3第16页/共34页(1)汽车在减速过程:Vo=100km／h＝27.8m／s，V=0，t=70s根据a＝(v-vo)/t得:加速度为a1＝－0.397m／s2,方向向后.根据牛顿第二定律得:受到的阻力f＝ma1＝－437N,方向向后.解：(2)汽车重新启动时:牵引力为F=2000N，根据牛顿第二定律得:加速度为a2=(F－

f)/m＝1.42m／s2方向向前.第17页/共34页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总结注意:各量统一用国际单位制的单位.第18页/共34页正交分解法平行四边形法一个物体，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?F1F20Fxy0F1F2有没有其他方法？0F1F2a2a1a例题4分析:求合力的方法600600600600第19页/共34页第20页/共34页说明1、求合力的两种方法：力的平行四边形法力的正交分解法正交分解表达F合X=maxF合Y=maY2、牛顿第二定律在某一方向上的应用第21页/共34页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?应该怎样解释这个现象?不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力．讨论第22页/共34页质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释?讨论第23页/共34页4、质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和4N的共点力作用。则物体的加速度大小可能是（）A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2练习ABC第24页/共34页5、在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的力作用时，这一过程木块将做()A、匀减速运动B、匀加速运动C、速度逐渐减小的变加速运动D、速度逐渐增大的变加速运动练习D第25页/共34页6、一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度?（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度?θGNθFafF2F1θ练习第26页/共34页第27页/共34页内容及公式:a=F/m应用课堂小结定义:1牛=1千克·米/秒2牛顿第二定律理解:同体性矢量性同时性独立性因果性相对性统一性第28页/共34页附：瞬时加速度的分析轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）第29页/共34页四、力学单位制1、单位制只要规定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。基本单位导出单位第30页/共34页2、基本物理量和基本单位: