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1、第四章 运动和力的关系3 3 牛顿第二定律牛顿第二定律m 一定时，一定时，a FF一定时，一定时，a 1/mF/Na/ms-20.150.300.450.600.750 0.1 0.2 0.3 0.4 0.51/1/m m(kg(kg-1-1)a/ms-20.20.40.60.81.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5实验结论质质量量一一定定时时，加加速速度度a a与合外力成正比与合外力成正比合外力一定时，加速合外力一定时，加速度度a a与质量成反比与质量成反比多次类似的实验结果 到此为止，我们的结论仍然带到此为止，我们的结论仍然带有有猜想猜想和和推断推断的性质。只有根据这的性质。只有
2、根据这些结论推导出的很多些结论推导出的很多新结果都与事新结果都与事实一致实一致时，这样的结论才能成为时，这样的结论才能成为“定律定律”。每次实验的点都可以拟合成直线，每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。接近原点。猜想中的猜想中的 a-F 图像图像实际的实际的 a-F 图像图像牛顿第二定律l科学前辈们在根据有限的实验事科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时，既需要实宣布某个定律时，既需要谨谨慎慎，也需要，也需要勇气勇气自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理，16871687l大量的大量的实验实验和和观察到的事实观察到的事实的
3、的基础上提出基础上提出一、牛顿第二定律内容牛顿第二定律的文字表述牛顿第二定律的文字表述牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质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。量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。m一定：一定：a FF ma F一定：一定：a m m1a mFF=kma k 为比例系数为比例系数 牛牛顿顿第第二二定定律律不不仅仅阐阐述述了了力力、质质量量和和加加速速度度三三者者的的数数量量关关系系，还还明明确确了加速度和力的方向关系。了加速度和力的方向关系。k 为比例常数的单位：的单
4、位：的单位：如果规定如果规定：使质量为使质量为1kg的物体产生的物体产生1m/s2的加速度所用的力为的加速度所用的力为1kgm/s2 则则=1=1 N=1 kgm/s2后人为了纪念牛顿将后人为了纪念牛顿将kgm/skgm/s2 2 称为牛顿，简称为牛顿，简称牛，用符号称牛，用符号 N N 表示。表示。一、牛顿第二定律F合合=ma因果性：因果性：矢量性：矢量性：瞬时性：瞬时性：F合合a a与与F合合同向同向 a与与F合合瞬时对应瞬时对应 牛顿第二定律牛顿第二定律二、牛顿第二定律的理解同体性：同体性：F合合、m、a是对于同一个物体是对于同一个物体每一个力都产生加速度，实际每一个力都产生加速度，实际
5、加速度是矢量和。加速度是矢量和。独立性：独立性：思考：每一个力作用在物体上可以产生对应的一每一个力作用在物体上可以产生对应的一个加速度，但如果要说这个物体整体的加速度，个加速度，但如果要说这个物体整体的加速度，那必须是合力产生的。那必须是合力产生的。根据牛顿第二定律，即使是很小的力都可以使物体产生加根据牛顿第二定律，即使是很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？牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？F合合=maFGFN来自蚂蚁的困惑：从牛顿第二定律知道
6、，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，这和牛顿第二定律是不是矛盾？Fma，加速度去哪了？加速度去哪了？这里的F指的是合力推力推力F F静摩擦力静摩擦力f f三、牛顿第二定律的应用思考与讨论 科学漫步：用动力学方法测质量由牛顿第二定律由牛顿第二定律Fma可知，如果给可知，如果给物体施加一个已知的力，并物体施加一个已知的力，并测得物体在这测得物体在这个力作用下的加速度个力作用下的加速度，就，就可以求出物体的可以求出物体的质量质量。这就是动力学测量质量的方法。这就是动力学测量质量的方法。太空中质量的测量太空中质量的测量三、牛顿第二定律的应用三、
7、牛顿第二定律应用：太空测质量 问题问题1 1：为什么：为什么F F1 1赛车质量小？赛车质量小？问题问题2 2：F F1 1的百公里加速约的百公里加速约2 2秒秒 特斯拉百公里加速特斯拉百公里加速6.96.9秒秒加速度计加速度计(cm描述物体惯性的物理量 质量F=ma在同样的力的作用下：=m越小，a越大，运动状态越易改变m越大，a越小，运动状态越难改变=比较两个公式：决 定 式决 定 式定 义 式定 义 式质量和受到的合外力共同质量和受到的合外力共同决定了物体的加速度。决定了物体的加速度。物体的加速度与运动物体的加速度与运动时间和速度变化无关。时间和速度变化无关。=定 义 式定 义 式19课堂小结牛牛顿顿第第二二定定律律表达式力的单位深化理解应用步骤F=kma“1牛顿牛顿”的定义、的定义、k=1因果性、同体性、矢量性、因果性、同体性、矢量性、同时性、独立性、局限性同时性、独立性、局限性谢谢观看，谢谢观看，今天你学到了什么今天你学到了什么？