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1、4.34.3牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系n探究方法：探究方法：回回 顾顾控制变量法控制变量法加速度与力的关系加速度与力的关系加速度与质量的关系加速度与质量的关系a Fa F maF ma物体加速度的大小跟它受到的作用力成正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，比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟加速度的方向跟作用力的方向相同作用力的方向相同找到规律：找到规律：牛顿第二定律牛顿第二定律F=kmaF=kma归纳法归纳法我们能否想个办法把我们能否想个办法把k 消掉消掉?定义定义:使质量是使质量是1
2、千克千克的物体产生的物体产生1米米/秒秒2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1牛顿牛顿。即：。即：1牛牛=1千克千克米米/秒秒2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成Fma Fkmama 一一、力力的的单单位位1、在牛顿第二定律在牛顿第二定律F=kma中，有关比中，有关比例系数例系数k的下列说法，正确的是的下列说法，正确的是()、在任何情况下、在任何情况下k都等于；都等于；、k的数值是由质量、加速度和力的的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；大小决定的；、k的数值是由质量、加速度和力的的数值是由质量、
3、加速度和力的单位决定的；单位决定的；、在国际单位制中，、在国际单位制中，k=1CD1.内容：物体加速度的内容：物体加速度的大小大小跟跟作用力成正比，跟物体的质作用力成正比，跟物体的质量成反比；量成反比；加速度的加速度的方向方向跟跟作用力的方向相同作用力的方向相同F=ma2.公式公式:a a=m mF二二、牛牛顿顿第第二二定定律律合力合力质量质量加速度加速度3.理解理解:a a=m mF(1)同体性同体性:a、F、m对应于同一物体对应于同一物体 牛顿第二定律内容中前半句话牛顿第二定律内容中前半句话的的“物体物体”是指同一个物体吗是指同一个物体吗?3.理解理解:a a=m mF牛顿第二定律内容中后
4、半句话：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。加速度的方向跟作用力的方向相同。FA光滑水平面光滑水平面F和和a都是矢量都是矢量,牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma是一个矢量式是一个矢量式,它反映了它反映了加速度方向始终跟合力方向相同加速度方向始终跟合力方向相同,而而速度方向与合力方向无必然联系速度方向与合力方向无必然联系(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向总是相同的方向总是相同3.理解理解:a a=m mFFA光滑水平面光滑水平面物体受到拉力物体受到拉力F之前静止之前静止 物物体受到拉力体受到拉力F之后做什么运动之后做什么运动?撤撤去拉力去拉力F后，物体做什么运动后，物体做
5、什么运动?F增大、减小时，增大、减小时，a怎样怎样?物体的加速度随合力的变化而变化物体的加速度随合力的变化而变化,存在瞬时对应的关系存在瞬时对应的关系.(3)同时同时（瞬时）瞬时）性性:a与与F是瞬时对应关系是瞬时对应关系a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化3.理解理解:a a=m mFFA光滑水平面光滑水平面物体还受哪几个力物体还受哪几个力?GNG与与N分别产生加速度吗分别产生加速度吗?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。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。合力的加速度即是这些加速
6、度的矢量和。(4)独立性独立性:每个力各自独立地每个力各自独立地能使物体产生一个加速度能使物体产生一个加速度(4)独立性独立性:每个力各自独立地使物体每个力各自独立地使物体 产生一个加速度产生一个加速度(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向总是相同的方向总是相同(3)同时（瞬时）性同时（瞬时）性:a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化(5)因果性因果性:m是内因、是内因、F是外因是外因;a由由F、m共同决定共同决定(6)相对性相对性:惯性参照系惯性参照系(地面系地面系)(7)统一性统一性:统一用国际制的单位统一用国际制的单位a a=m mF(1)同体性同体性:F、m、a对应于同一物体对应于
7、同一物体 3.理解理解:如图如图434所示，沿水平所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂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小球的悬线偏离竖直方向37角，球和角，球和车厢相对静止，球的质量为车厢相对静止，球的质量为1 kg。(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；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。求悬线对球的拉力。图图434例例 题题 1 1a a=m mF矢量性矢量性如图所示，天花板上用如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同细绳吊起两个用轻弹簧相连的
8、质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面的小球断细绳时，上面的小球A与下面的小球与下面的小球B的加速度为的加速度为()AaAg，aBg BaAg，aB0 CaA2g，aB0 DaA0，aBg 例例 题题 2 2Ca a=m mF瞬时性瞬时性2、静止在光滑水平面上的物体，受到一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，个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A、物体立即获得加速度和速度、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、物体立即获得加速度，但速度仍为零C、物体
9、立即获得速度，但加速度仍为零、物体立即获得速度，但加速度仍为零D、物体、物体的速度和加速度均为零的速度和加速度均为零B3、下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （）A、物体所受合力为零时、物体所受合力为零时,速度一定为零；速度一定为零；B、物体所受合力越大、物体所受合力越大,物体的加速度越大物体的加速度越大,速度也越大速度也越大;C、物体的速度方向一定与物体所受合力的、物体的速度方向一定与物体所受合力的方向一致方向一致;D、物体的加速度方向一定与物体所受合力、物体的加速度方向一定与物体所受合力的方向相同的方向相同;E、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F、根
10、据、根据m=F/a,物体的质量跟力成正比物体的质量跟力成正比,跟跟加速度成反比加速度成反比.D牛顿第一定律牛顿第一定律1、定性定义了力的概念、定性定义了力的概念 2、定义了惯性的概念、定义了惯性的概念3、定义了惯性系的概念、定义了惯性系的概念 4、定性力和运动的关系、定性力和运动的关系牛顿第二定律牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的。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。第二定律代替的，也即不是牛顿第二定律的特例。牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？牛顿第一定律是牛顿第二
11、定律的特例吗？汽车重新加速时的受力情况某质量为某质量为1100kg的汽车在平直路面试车的汽车在平直路面试车,当达到当达到100km/h的速度时关闭发动机的速度时关闭发动机,经过经过70s停下来停下来,汽汽车受到的阻力是多大车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大产生的加速度应为多大?假定试车过程中假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车受到的阻力不变。汽车减速时受力情况GNffFNG(1)汽车汽车在在减速过程减速过程:Vo=100kmh27.8 ms，V=0，t=70s根据根据 a(v-vo)/t 得得:加速度为加速度为a1 0.397 m
12、s2,方向向后方向向后.根据根据牛顿第二定律得牛顿第二定律得:受到的阻力受到的阻力 fma1437N,方向向后方向向后.解解：(2)汽车汽车重新启动重新启动时时:牵引力为牵引力为F=2 000N，根据根据牛顿第二定律得牛顿第二定律得:加速度为加速度为 a2=(F f)/m1.42 ms2 方向向前方向向前.用用牛牛顿顿第第二二定定律律解解题题的的一一般般步步骤骤1、确定、确定研究对象研究对象2、分析、分析受力、运动情况受力、运动情况，画出受力分析图画出受力分析图3、求、求合力合力4、选正方向，根据、选正方向，根据牛顿运动定律牛顿运动定律和和运动学运动学公式公式建立方程并求解建立方程并求解注意注
13、意:各量各量统一统一用国际单位制的用国际单位制的单位单位.正交分解法平行四边形法一个物体，质量是一个物体，质量是2，受到互成，受到互成120o角的两角的两个力个力F1和和F2的作用的作用,此外没有其他的力此外没有其他的力.这两个这两个力的大小都是力的大小都是10N，这个物体产生的，这个物体产生的加速度加速度是多大是多大?F1F20 0Fxy0 0F1F2有没有其他方法？0 0F1F2a a2 2a a1 1a a分析分析:求求合合力力的的方方法法6006006006001、求合力的两种方法：、求合力的两种方法：力的平行四边形法力的平行四边形法 力的正交分解法力的正交分解法正交分解表达正交分解表
14、达F合合X=max F F合合Y Y=mamaY Y2、牛顿第二定律、牛顿第二定律 在某一方向上的应用在某一方向上的应用 从牛顿第二定律知道，无论怎样小的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牛顿第二定律有无矛盾?应该怎样解释这应该怎样解释这个现象个现象?不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力质量不同的物体，所受的质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。落时
15、加速度却是一样的。你怎样解释你怎样解释?4、质量为质量为1kg 的物体受到两的物体受到两个大小分别为个大小分别为2N 和和4N 的共的共点力作用。则物体的加速度点力作用。则物体的加速度大小可能是（大小可能是（）A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2 D、0.5m/s2ABC5、在光滑水平面上的木块，在水平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，逐渐增加到某一固定值的力作用时，这一过程木块将做这一过程木块将做 ()A、匀减速运动、匀减速运动B、匀加速运动、匀加速运动C、速度逐渐减小的变加速运动、速度逐渐减
16、小的变加速运动D、速度逐渐增大的变加速运动、速度逐渐增大的变加速运动D6、一个物体质量为一个物体质量为m m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的斜的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1 1）若斜面光滑，求物体的加速度）若斜面光滑，求物体的加速度?（2 2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求，求物体的加速度物体的加速度?GN Fa afF2F1 内容及公式内容及公式:a=F/m应用应用定义定义:1牛牛=1千克千克米米/秒秒2牛牛顿顿第第二二定定律律理解理解:同体性同体性 矢量性矢量性同时性同时性 独立性独立性 因果性因果性
17、相对性相对性 统一性统一性附附：瞬瞬时时加加速速度度的的分分析析轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件轻绳：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、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，瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）绳的弹力瞬间消失）轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其轻弹簧：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，弹簧的弹弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）力瞬间消失）四、力学单位制四、力学单位制1、单位制、
18、单位制只要规定只要规定几个物理量的单位几个物理量的单位，就能够利用物理，就能够利用物理量之间的关系推导出量之间的关系推导出其他物理量的单位其他物理量的单位。基本单位基本单位导出单位导出单位2、基本物理量和基本单位、基本物理量和基本单位:四、力学单位制四、力学单位制四、力学单位制四、力学单位制3、国际单位制的应用、国际单位制的应用 例例:光滑水平地面上有一个静止的物体，质量是光滑水平地面上有一个静止的物体，质量是7Kg7Kg，在，在14N14N的恒力作用下开始运动，则物体的恒力作用下开始运动，则物体5s5s末末速度多大？速度多大？5s5s内位移多大？内位移多大？NFmg四、力学单位制四、力学单位制3、国际单位制的应用、国际单位制的应用 例例:光滑水平地面上有一个静止的物体，质量是光滑水平地面上有一个静止的物体，质量是7Kg7Kg，在，在14N14N的恒力作用下开始运动，则物体的恒力作用下开始运动，则物体5s5s末末速度多大？速度多大？5s5s内位移多大？内位移多大？NF mg