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1、第四章 运动和力的关系第3节 牛顿第二定律导入新课导入新课一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律上节课的实验结果上节课的实验结果一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律上节课的实验结果上节课的实验结果小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律多次类似的实验结果多次类似的实验结果实际规律很可能就是这样：猜想猜想实验结果实验结果每次实验的点都可以拟合成直线，而这些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接近原点。直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律
2、物体加速度的物体加速度的大小大小跟它受到的作用力成正跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的比，跟它的质量成反比，加速度的方向方向跟作用跟作用力的方向相同。力的方向相同。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不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。牛顿第二定律的表达式牛顿第二定律的表达式k k是比例系数是比例系数一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律咦，咦，Fma，你的加速度去哪了你的加速度去哪了？这里的这里的F F指的指的是是合力合力推力推力F静摩擦力静摩擦力f问题：问题：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从牛顿
3、第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，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，牛顿第二定律是否错了？牛顿第二定律是否错了？思考与讨论思考与讨论 取质量的单位是千克（取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？F合合=kma二、力的单位二、力的单位Fkma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。当k=1时，质
4、量 m=1 kg 的物体，要想获得 a=1 m/s2 的加速度所需要的力：F=ma=1 kg1m/s2=1 kgm/s2把把 1 kgm/s1 kgm/s2 2 叫做叫做“一个单位一个单位”的力的力力的单位就是千克米每二次方秒后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示在质量的单位取千克（kg），加速度的单位取米每二次方秒（m/s2），力的单位取牛顿（N）时，牛顿第二定律简化成：F合=ma三、对牛顿第二定律的理解及应用三、对牛顿第二定律的理解及应用加速度的定义式与决定式：加速度的定义式与决定式：定义式：定义式：它给出了它给出了测量物体的加速度的方法测量物体的加速度的方法=决定式：决定式：它
5、揭示了力是物体产生加速度的原因，它揭示了力是物体产生加速度的原因，也揭示了影响物体加速度的因素也揭示了影响物体加速度的因素例题一例题一 在平直路面上，质量为在平直路面上，质量为1 100kg1 100kg的汽车在进行研发的测的汽车在进行研发的测试，当速度达到试，当速度达到100km/h100km/h时取消动力，经过时取消动力，经过70s70s停了下来，停了下来，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2 000N2 000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。不变。重新加速重新
6、加速减速减速G GF FN NF F阻阻F F阻阻F FN NG G解：解：沿汽车运动方向建立坐标轴沿汽车运动方向建立坐标轴第一阶段，汽车做匀变速运动第一阶段，汽车做匀变速运动v0=100 km/h=27.8 m/s ，t=70 s，v=0 m/s由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F合合=FF阻阻=2 000N-437N=1 563N第二阶段，汽车重新起步加速第二阶段，汽车重新起步加速F F例题一例题一 某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会
7、偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。，求列车的加速度。例题二例题二mgFTFa解：解：方法方法1合成法合成法以小球为研究对象，其受力如图以小球为研究对象，其受力如图.则则F=mgtan由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：方法方法2正交分解法正交分解法mgFTyxFxFy)竖直方向竖直方向mg=Fy=FTcos水平方向水平方向F合合=Fx=FTsin=maa=gtan例题二例题二科学漫步科学漫步测量时，航天员把自己固定
8、在支架的一端，另一名航天员将支架拉开到指定的位置，松手后支架拉着航天员从静止返回到舱壁。支架能够产生一个恒定的拉力F，用光栅测速装置，能够测量出支架复位的速度v和时间t，从而计算出加速度。这样就能够计算出航天员的质量m。课堂练习课堂练习 一个物体质量为一个物体质量为m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的斜面上，物体从斜面顶端由静止的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，求：开始加速下滑，求：（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）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，求物体的加速度。，求物体的加速度。随堂小结随堂小结牛顿第二定律牛顿第二定律 物体加速度的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，加速度的方向跟作用力的方向相同方向跟作用力的方向相同。