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1、4.3牛顿第二定律,判断下面说法的正误，并说明理由： 物体受到的合外力越大,速度越大. 物体在和外力作用下作加速直线运动,合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.,作业评讲,牛顿第一定律： 力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。,复习与回顾,影响加速度的因素： 物体所受合外力F、物体质量m,怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？ 研究对象小车的加速度a是根据初速度为零的匀加速直线运动公式s=at2/2 ，t相同时，通过比较s的大小来比较a的大小,先保持物体质量m不变，研究它的加速度a跟物体所受合力F的关系，,变量控制法,研究思路,再保持物体所受合力F相同，研究物体的加速度a跟它的质量
2、m的关系,最后用数学的方法把实验得出的a跟F的关系及a跟m的关系综合起来，找出a跟F和m的关系,实验： 保持两小车的质量m相等，改变拉力（如F1为F2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。,加速度a与所受合力F的定量关系,结论： 相等时间t内S1为S2两倍即： a1为a2两倍,不等，因为只有匀速运动时两力才相等 所以，实验中加速度不能太大， 即：小桶和塑块的总质量远小于滑块质量！,交流讨论,1、滑块所受拉力是否就等于小桶和塑块的总重力？,实验： 保持两小车的拉力F相等，改变小车的质量（如m1为m2两倍）比较其在相等时间t内通过的位移S1和S2。,加速度a与质量m的定量关系,结论： 相
3、等时间t内S2为S1两倍即： a2为a1两倍,实验中小车与轨道的摩擦力没有平衡好. 小桶和塑块的总质量远小于滑块质量不成立.,交流讨论,2、实验中为什么小车的加速度与拉力不是严格成正比,与小车质量不是严格成反比？,4.3牛顿第二定律,用F表示物体所受合力的大小，a表示物体获得的加速度大小，m表示物体的质量，则：,物体的加速度a跟所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同,牛顿第二定律的数学表达式,质量为的物体，获得/2的加速度时，受到的合外力为k值,若F定为.,1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？,m 是标量，F 和 a 是矢量。
4、,2、这两个矢量的方向关系是怎么样？,即物体受力方向决定物体的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。,思考：,分析右图力F与a的方向关系,牛顿第二定律内容中后半句话：加速度的的方向跟作用力的方向相同。,3、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？,思考：,没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合外力，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。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。,4、既然可以通过灵活地规定单位使正比例函数中的比例系数k=1,为什么不通过规
5、定单位的方式使胡克定律F=kx中的k=1呢?,思考：,确定各类公式中的比例系数有两种方法:如果式中各物理量的单位已经确定,则需要通过实验手段来测定,如动摩擦因素、劲度系数；如果式中有未确定单位的物理量，则可先人为的规定k的数值（一般使公式最简化取k=1），再规定出特定的单位，如力的单位。,5、牛顿第一定律告诉我们，物体不受力时将保持静止或匀速直线运动状态。根据牛顿第二定律：当一个物体受到合力为零时，加速度也为零，即保持静止或匀速直线运动状态。能否认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例？,思考：,不能。从下面二个角度来理解:牛顿第一定律所包含的内容；牛顿第一定律的地位和作用。不能简单地从数学推导的
6、角度去看两者的关系。,牛顿第二定律的理解小结1,矢量性： a与合外力F的方向始终相同,F的含义： 表示物体所受的合外力。,单位的统一性： 由于选择k=1，所以使用时m-, a-m/s2,F-N。,6、一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，这个物体产生的加速度是多大？,解法1：直接求F1和 F2合力，然后用牛顿第二定律求加速度。 由平行四边形法则可知， F1、 F2、F合 构成了一个等边三角形，故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 m/s2= 5 m/s2,解法2：先对两力进行正交分解，然后再求合力。,思考：,加
7、速度的方向和合力方向相同。,解法3：先分别求出 F1、 F2 产生 的加速度a1、 a2 再根据平行四边 形法则求 a1、 a2 的合加速度a合,a1 = F1/m = 5 m/s2 a2 = F2/m = 5 m/s2 由于加速度的方向与力的方向一至， 故a1、 a2也成1200角a1、 a2、a合 构成了 一个等边三角形， 故 a合 =5 m/s2,思考：,牛顿第二定律的理解小结2,独立性： 作用在物体上的每一个力都要独立地产生效果,而物体体现的是合外力作用的效果.,分析右图：,物体还受哪几个力？,G与FN分别产生加速度吗？,作用在物体上的每一个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他
8、力无关。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。,7、 一力作用在质量m1 的物体上能产生3m/s2 , 该力作用在质量为m2的物体上能产生1.5 m/s2 的加速度,若将 m1 m2 合为一体能使它产生多大的加速度?,以m1 为研究对象:F= m1 3则m1 =F/3,以m2 为研究对象:F= m2 1.5 则m2 =F/1.5,以整体为研究对象:F=(m1 m2 )a则 a=F/ (m1 m2 )=1 m/s2,分析指导:,思考：,牛顿第二定律的理解小结3,同体性： 公式中、必须是同一研究对象,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？,分析右图：,
9、以上分析知道物体的加速度随合力的变化而变化，存在瞬时对应的关系。,力与加速度同时产生，同时消失,思考：,8、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间： .物体立即获得速度 .物体立即获得加速度 .物体同时获得速度和加速度 .由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零。,牛顿第二定律的性质有：瞬时性。即瞬间得到加速度。,思考：,牛顿第二定律的理解小结4,瞬时性： a和合外力F是瞬时对应关系，某一时刻的力决定了这一时刻的加速度，如合外力F随时间变化，a也随时间变化，只有合外力F恒定时，a才恒定，物体才做匀变速运动。,判断下面说法的正误，并说明理由： 物体受到的合外力越大,速
10、度越大. 物体在和外力作用下作加速直线运动,合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.,解答: 在物体质量不变的条件下,合外力越大,加速度越大.但是速度则不一定大.,解答: 在物体质量不变的条件下,合外力逐渐减小,则加速度逐渐减小.但是速度则不一定减小.,思考：,牛顿第二定律的理解小结,矢量性： a与合外力F的方向始终相同,F的含义： 表示物体所受的合外力。,单位的统一性： 由于选择k=1，所以使用时m-, a-m/s2,F-N。,独立性：,同体性： 公式中、必须是同一研究对象,瞬时性：,例1、某质量为1 100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100kmh的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽
11、车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 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),分析,例题,物体在减速过程的初速度为100kmh27.8 ms，末速度为零，滑行时间t=70s 根据a(v-vo)/t得物体的加速度为 a1 0.397 ms2，方向向后 物体受到的阻力F阻ma1437N 符号表示阻力的方向与速度的方向相反 当物体重新启动时牵引力为F=2 000N，根据牛顿第二定律得汽车的加速度为 a2=(F-F阻)/m1.42 ms2 加速的的方向与速度的方向相同,解：,1确定研究对象,2分析物体的受力情况和运动情 况，画出研究对象的受力分析图,3求出合力注意用国际单位制统一各个物理量的单位,4根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解,总结,牛顿第二定律内容： 物体的加速度a跟所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同 牛顿第二定律数学表达式： F合=ma 力的单位N的定义： 1N=1kg1m/s2 牛顿第二定律的理解： 同体性、单位统一性、矢量性、瞬时性,小结,一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度.加速度怎样变化?,课后思考:,
