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1、牛顿第二定律牛顿第二定律1 1、什么是物体运动状态的改变？其原因是什么？、什么是物体运动状态的改变？其原因是什么？ 复习思考：复习思考：？ 物体运动状态的改变指的是物体的物体运动状态的改变指的是物体的速度速度发生了发生了变化；其原因是物体受到了变化；其原因是物体受到了力力的作用的作用还与还与质量质量有关有关2 2、物体运动的、物体运动的加速度加速度除了与力有关，还与哪些因素除了与力有关，还与哪些因素有关？有关？1、力是使物体产生加速度的原因。、力是使物体产生加速度的原因。 2、质量是物体惯性大小的量度，质量越、质量是物体惯性大小的量度，质量越大的物体运动状态越难改变。大的物体运动状态越难改变。
2、决定物体加速度大小的因素有哪些？决定物体加速度大小的因素有哪些？控制变量法控制变量法设计实验物体的质量物体的质量m m和物体受的外力和物体受的外力F F。猜想？猜想？一、影响加速度的因素一、影响加速度的因素二、探究二、探究a跟跟F 、m的关系的关系物体加速度物体加速度a与与F 质量质量m是一种怎样的定是一种怎样的定量关系呢？量关系呢？1、 控制变量控制变量m.探讨加速度探讨加速度a与与F的关系的关系m物体在水平恒力作用下沿光滑水平面是做变加还是匀加直线运动？物体的加速度如何测？能否采用更简便的方法快速比较出加速度加速度a与与F的关系？的关系？1、 控制变量控制变量m.探讨加速度探讨加速度a与与
3、F的关系的关系原理：原理：如图示如图示s1s2F1F2F1=2 F2在相在相同的时间内同的时间内s1= a1t2s2 = a2t2S1/ s2=a1/a2测量测量s1 s2 初速度(mM)2mMMm实验装置如下图实验实验1：小车的质量相同时，研究小车的拉力与加速度的关系小车的质量相同时，研究小车的拉力与加速度的关系：根据 12a t2S = 在相同的时间 t 内s1s2 =a1a2= 2拉力F1F2= 2F2故s1s2 =a1a2F1 =对于质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物休上的外对于质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物休上的外力成正比并可表述为：力成正比并可表述为：F2a2a
4、1F1 =实验表明实验表明：s1=2s2质量一定，加速度与力成正比，即质量一定，加速度与力成正比，即a=kF加速度方向与力的方向同向加速度方向与力的方向同向s1/s2=2/1m2m1= s1s2 =a1a2故根据 12a t2S = 在相同的时间在相同的时间 t 内内s1s2 =a1a2= 2在相同力的作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，在相同力的作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比，可表示为可表示为：m2m1= a1a2实验实验2：控制变量控制变量F,小车的拉力相同时，研究小车的小车的拉力相同时，研究小车的质量与加速度的关系：质量与加速度的关系：m2=2m1, s1/s2=a1/a2
5、测量测量s1 ，s2所受外力一定，加速度与质量成反比，即所受外力一定，加速度与质量成反比，即加速度方向与力的方向同向三、牛顿第二定律：三、牛顿第二定律：1 1、内容：物体的加速度跟受到的作用力成正、内容：物体的加速度跟受到的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同的方向跟作用力的方向相同科学家通过进一步的实验研究得到：科学家通过进一步的实验研究得到：a 写成等式：写成等式：思考：思考：假如你是科学家，你能否想个办假如你是科学家，你能否想个办 法把法把k k消掉？消掉？提醒：提醒：在此之前，力的单位还没有定义出来在此之前，力的单位还没有定义出
6、来数学公式：数学公式：、力的大小、力的大小 1N 1N 的定义：的定义：把把使质量为使质量为1kg1kg的物体产生的物体产生1m/s1m/s2 2加速度加速度的力定义为的力定义为1N 1N 。 2 2、公式：、公式：F=ma 此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况，物体受几此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式个力作用时，牛顿第二定律公式 F = ma 中的中的 F 表示合力，这样我表示合力，这样我们可以把牛顿第二定律进一步表述为：们可以把牛顿第二定律进一步表述为： 物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟
7、物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即：相同。即： F合合 = ma注意：注意：利用牛顿第二定律公式利用牛顿第二定律公式F合合 = = ma时，时， F合合、m、a 三个量的单位必须是国际单三个量的单位必须是国际单位，否则不能运用此公式位，否则不能运用此公式3 3、理解：、理解： 1 1）同体性：）同体性：F、m、a 是对于同一个物体是对于同一个物体 而言的。而言的。2 2）瞬时性：）瞬时性：a a与与F合合是瞬时对应关系是瞬时对应关系同时产生同时产生同时消失同时消失同时变化同时变化a、F合合3 3）矢量性：）矢量性：a、F合合都是矢量都是矢
8、量注意：注意：a的方向与的方向与F F合合方向方向一定一定相同相同v的方向与的方向与F F合合方向方向不一定不一定相同相同若若v v、F F合合的方向相同，物体做加速运动的方向相同，物体做加速运动若若v v、F F合合的方向相反，物体开始做减速运动的方向相反，物体开始做减速运动前面第一章我们已学过：前面第一章我们已学过：a a、v v同向，加速；同向，加速； a a、v v反向，减速反向，减速a a的方向与的方向与F F合合方向方向一定一定相同相同所以，我们可得出这样的结论：所以，我们可得出这样的结论：4）力的独立作用原理独立作用原理:当物体受到几当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使个
9、力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他的力物体产生一个加速度，就像其他的力不存在一样。不存在一样。一个物体质量是一个物体质量是2kg，受到互成，受到互成1200角的两个力角的两个力 F1 = 10 N 和和 F2 = 10 N 的的共同作用，这个物体产生的加速度共同作用，这个物体产生的加速度是多大？是多大？ F合合 F2 F1 解法解法1：先由平行四边形法则可知，：先由平行四边形法则可知， F1、 F2、F合合 构成了一个等边三角形，故构成了一个等边三角形，故 F合合 =10 N a = F合合 /m =10/2 = 5 m/s2解法解法2：先分别求出：先分别求出 F1、
10、F2 产生产生的加速度的加速度a1、 a2 再根据平行四边再根据平行四边形法则求形法则求 a1、 a2 的合加速度的合加速度a合合 a1 = F1/m =10/2 = 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2 = 5 m/s2由于加速度的方向与力的方向一至，故由于加速度的方向与力的方向一至，故a1、 a2也成也成1200角角a1、 a2、a合合 构成了一个等边三角构成了一个等边三角形，故形，故 a合合 =5 m/s2 a合合 a2 a1 例：质量为8103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.45104牛，所受阻力为2.5 103牛求：汽车前进时的加速度解题步骤：研究对象
11、： 汽车.受力分析建立坐标系由F合ma列方程解得：a.解:对 ,受力分析如图. 建立如图所示坐标系.由牛顿第二定律得:解得:解题格式：F-f=maNGFf汽车a=1.5 m/s2 例：质量为8103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.45104牛，所受阻力为2.5 103牛求：汽车前进时的加速度例：如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为，方向与水平方向成角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为，求：木块的加速度v多学一点牛顿第二定律的矢量性例：如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为，方向与水平方向成角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运
12、动若木块与地面之间的动摩擦因数为，求：木块的加速度解：对木块，受力分析如图建立如图所示坐标系由牛顿第二定律得：解得：GNfxy例、下列说法中正确的是（例、下列说法中正确的是（ ）A A同一物体所受合外力越大，加速度越大。同一物体所受合外力越大，加速度越大。B B同一物体所受合外力越大，速度越大。同一物体所受合外力越大，速度越大。C C物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 若若v v、F F合合的方向相同，物体做加速运动的方向相同，物体做加速运动若若v v、F F合合的方向相反，物体做减速运动的方向相反，物体做减速运动所以，合外力越大时，速度有可能变大，所以，合外
13、力越大时，速度有可能变大，有可能变小。有可能变小。所以，所以，B B说法错误说法错误例、下列说法中正确的是（例、下列说法中正确的是（ ）A A同一物体所受合外力越大，加速度越大。同一物体所受合外力越大，加速度越大。B B同一物体所受合外力越大，速度越大。同一物体所受合外力越大，速度越大。C C物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度大小不变，若方向发生变化时，合外加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必然变化，则为变力。力方向必然变化，则为变力。C C说法错。说法错。A例、从牛
14、顿第二定律知道，无论怎样小的力例、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。可是我们用力推都可以使物体产生加速度。可是我们用力推一个很重的物体时却推不动它，这跟牛顿第一个很重的物体时却推不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？二定律有无矛盾？为什么？答：答：没有矛盾，由公式没有矛盾，由公式F合合=ma=ma看，看，F F合合为合外为合外力，无论怎样小的力（力，无论怎样小的力（F0）都可以使物体产）都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力推一生加速度，这个力应是合外力。现用力推一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可
15、知零。由受力分析可知F推-f-f静=0=0。课后习题：课后习题：小结小结:牛顿第二定律牛顿第二定律公式公式: F合合=maF合合、m m、a a 的单位必须是国际单位的单位必须是国际单位注意：注意：理解：理解： 1 1）同体性：）同体性：F、m、a 是对于同一个物体是对于同一个物体 而言的。而言的。2 2）瞬时性：）瞬时性：a a与与F合合是瞬时对应关系是瞬时对应关系若若v v、F F合合的方向相同，物体做加速运动的方向相同，物体做加速运动若若v v、F F合合的方向相反，物体做减速运动的方向相反，物体做减速运动3 3）矢量性：）矢量性：a、F合合都是矢量都是矢量注意：注意：a的方向与的方向与
16、F F合合方向方向一定一定相同相同v的方向与的方向与F F合合方向方向不一定不一定相同相同4)力的独立作用原理力的独立作用原理例、例、一一力作用在质量力作用在质量m m1 1 的物体上能产生的物体上能产生3m/s3m/s2 2 , ,该力作用在质量为该力作用在质量为m m2 2的物体上能的物体上能产生产生1.51.5 m/sm/s2 2 的加速度的加速度, ,若将若将 m m1 1 m m2 2 粘为粘为一体能使它产生多大的加速度一体能使它产生多大的加速度?v例、例、一辆汽车质量为一辆汽车质量为2 t 2 t ，在水平路面上，在水平路面上以以20m/s20m/s的速度匀速行驶，当急刹车时轮的速度匀速行驶，当急刹车时轮胎与地面间的动摩擦因数为胎与地面间的动摩擦因数为0.2 0.2 ，则多长，则多长时间汽车能停下来？（时间汽车能停下来？（g=10 m/sg=10 m/s2 2）作业：作业：物理书物理书117117页页2 2、4 4、题写在作业本上、题写在作业本上要求：要求：4 4、5 5题画图分析，图要规范题画图分析，图要规范, ,写写出详细过程出详细过程再见
