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1、牛顿第二定律课件第1 页，本讲稿共42 页力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因知识回顾：1.力和运动的关系是怎样的呢?aFm第2 页，本讲稿共42 页 推导：a FF ma 正比于a m1a mFF k ma k 为比例系数第3 页，本讲稿共42 页国际单位制中，力的单位是牛顿，“1N”的力是使质量是1kg的物体获得加速度1 m/s2的加速度所需要的力，人为规定:1N=1kg.m/s2 所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成F ma 牛顿第二定律的数学表达式F k ma 思考：k=?第4 页，本讲稿共42 页一.牛顿第二定律内容：物体加速度的大小
2、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.F ma 牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.合外力第5 页，本讲稿共42 页问题1.牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？力是产生加速度的原因因果性二.对牛顿第二定律的理解第6 页，本讲稿共42 页问题2.在牛顿第二定律的表达式 F=ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。矢量性第7 页，本讲稿共42 页问题3.从牛
3、顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的?F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。同体性第8 页，本讲稿共42 页问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作用下由静止开始运动，(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?速度将怎样变化?(2)当力F减到0时，加速度为_,速度达到_ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化.瞬时对应性加速度减小，速度增大0最大第9 页，本讲稿共42 页问题5.如图：一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，
4、0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则(1)物体产生的加速度是多大？F1NGF2a2a1(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N，方向水平向左的拉力F2，则物体的加速度是多大？(3)3s后物体的加速度为0，那是不是说3s后F1不再产生加速度了呢？（2m/s2）（0）物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。独立性第10 页，本讲稿共42 页讨论：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
5、二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，(1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；(2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0G=mgFN第11 页，本讲稿共42 页下列说法正确的是：1、物体合外力减小时，加速度一定减小2、物体合外力减小时，速度一定减小3、物体速度为零，合外力一定为零4、物体合外力为零时，速度一定为零5、物体的运动方向一定跟合外力方向相同6、物体的加速度方向一定跟合外力方向相同小试牛刀:练习一：第12 页，本讲稿共42 页 质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N
6、 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A、5m/s2 B、3m/s2C、2m/s2 D、0.5m/s2 练习二：答案：ABC第13 页，本讲稿共42 页正交分解法平行四边形法例：光滑水平面上有一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多大？F1F20F有没有其他方法？0F1F2a2a1a0F1F2F1xF1yF2xF2y-)600)600 xy)600)600)600第14 页，本讲稿共42 页汽车重新加速时的受力情况某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，
7、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GFNf阻f阻 FFNG 课本例1：第15 页，本讲稿共42 页 解:设汽车运动方向为正方向 关闭发动机后：汽车水平受力如右图(1)汽车初速 v0=100km/h=27.8m/s 汽车末速 v=0 汽车运动时间 t=70s因此，汽车的加速度 有牛顿第二定律得汽车受到的阻力为负号表示与速度方向相反f阻x图(1)减速时第16 页，本讲稿共42 页 重新启动后：汽车水平受力如右图(2)F合=F-f阻=2000N-437N=1563N有牛顿第二定律得汽车的加速度为 加速度方
8、向与汽车速度方向相同f阻F图(2)加速时x第17 页，本讲稿共42 页三三.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.确定研究对象；2.对研究对象进行受力分析及 运动状态分析；3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)4.根据牛顿第二定律F=ma建立方程并求解。第18 页，本讲稿共42 页思考：在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，为什么只有当盘和砝码的质量m远远小于小车和砝码的质量M时，才有盘和砝码的总重力等于小车受到的拉力？第19 页，本讲稿共42 页 练习三：如图所示,质量为4 kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20,与水平方向成60角斜向上的拉力F作用时
9、沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(取10 m/s2)解：对物体进行受力分析，如图：在竖直方向上合力为零，在水平方向上，F合=Fcos由牛顿第二定律得：代入数据可解得物体的加速度a=2.5 m/s2.图1FmgFN第20 页，本讲稿共42 页一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，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，求物体的加速度？mg mgFNaFfF2F1 练习四：第21 页，本讲稿共42 页 静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变、大小从某一数值逐渐减小的水平外力作用时，木块将做()A.匀减速运动B.匀加速运动C.加速度逐渐减小的变加速运动D.加速度逐渐增大的变加速运动C第22 页，本讲稿共42 页