牛頓第二定律

1、牛牛 頓頓 第第 二二 定定 律律濟(jì)寧市第一中學(xué)濟(jì)寧市第一中學(xué) 李志順李志順引入：引入：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要有力的作用，物體運(yùn)動(dòng)狀有力的作用，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的快慢（加速度），態(tài)改變的快慢（加速度），不僅與物體所受力有關(guān)，不僅與物體所受力有關(guān)，還與物體的慣性有關(guān)，牛還與物體的慣性有關(guān)，牛頓第二定律揭示了加速度頓第二定律揭示了加速度與質(zhì)量的關(guān)系與質(zhì)量的關(guān)系 一、一、加速度加速度和力的關(guān)系和力的關(guān)系 如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，取兩個(gè)質(zhì)量相同的小車放在光滑的水平如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，取兩個(gè)質(zhì)量相同的小車放在光滑的水平板上，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)盤，盤里分別放著數(shù)目板上，繩的另一

2、端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)盤，盤里分別放著數(shù)目不等的砝碼，使兩個(gè)小車在拉力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，拉力不等的砝碼，使兩個(gè)小車在拉力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，拉力F的的大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤）的重量大小可以認(rèn)為等于砝碼（包括砝碼盤）的重量F的大小，可的大小，可以通過(guò)增、減砝碼來(lái)改變，車的后端也分別系上繩用一只夾以通過(guò)增、減砝碼來(lái)改變，車的后端也分別系上繩用一只夾子夾住兩根細(xì)繩，以同時(shí)控制兩輛小車，使它們同時(shí)運(yùn)動(dòng)和停子夾住兩根細(xì)繩，以同時(shí)控制兩輛小車，使它們同時(shí)運(yùn)動(dòng)和停止運(yùn)動(dòng)止運(yùn)動(dòng) 1、研究前提：物體（小車）的質(zhì)量保持一定、研究前提：物體（小車）的質(zhì)量保持一定 3、結(jié)論：結(jié)論： m一定時(shí)，一定時(shí)， 小車質(zhì)量

3、小車質(zhì)量m/kg 作用力作用力 F/kg相等時(shí)間相等時(shí)間t內(nèi)位移內(nèi)位移 s/m小車小車1 0.250 200.8小車小車2 0.250 100.42、演示過(guò)程及測(cè)出的數(shù)據(jù)（參考）、演示過(guò)程及測(cè)出的數(shù)據(jù)（參考） 1221FF2121212112FFaassaa221ats 由 及Fa 所以所以：點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫點(diǎn)擊下圖觀看動(dòng)畫二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系 由此可知：由此可知： 當(dāng)外力當(dāng)外力F一定時(shí)，一定時(shí)， 物體的加速度與其質(zhì)量成反比，物體的加速度與其質(zhì)量成反比， 即：即：ma1三、牛頓第二定律三、牛頓第二定律1牛頓第二定律的表述：物體的加速度跟作用力成正比，牛頓第二定律的表述：

4、物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比跟物體的質(zhì)量成反比 2牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式： kmaF 比例常數(shù)比例常數(shù)k與式中物理量單位的選取有關(guān)，若各量的單位均用與式中物理量單位的選取有關(guān)，若各量的單位均用國(guó)際單位制中單位，則國(guó)際單位制中單位，則 （1）牛頓（）牛頓（N）力的規(guī)定：使質(zhì)量為）力的規(guī)定：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生1ms2的加的加速度的力，叫做速度的力，叫做1N （2）牛頓第二定律：）牛頓第二定律：F= ma（各量用國(guó)際制單位）（各量用國(guó)際制單位） 3對(duì)牛頓第二定律的理解對(duì)牛頓第二定律的理解 （1）同體性：）同體性：是指是指F合合、m和和a都

5、是對(duì)于同一個(gè)物體而言的都是對(duì)于同一個(gè)物體而言的 （2）矢量性：）矢量性：是指加速度和合外力都是失量，加速度的方向取是指加速度和合外力都是失量，加速度的方向取決于合外力的方向牛頓第二定律公式是一個(gè)矢量式?jīng)Q于合外力的方向牛頓第二定律公式是一個(gè)矢量式 牛頓第二定律的進(jìn)一步表述牛頓第二定律的進(jìn)一步表述：物體的加速度跟所受的合外力：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同同 （3）瞬時(shí)性：）瞬時(shí)性：是指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，無(wú)論物是指加速度與合外力存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，無(wú)論物體所受合外力的大小和方向

6、如何變化，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小和體所受合外力的大小和方向如何變化，物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向總與合外力同步變化方向總與合外力同步變化 （4）獨(dú)立性：）獨(dú)立性：是指作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自是指作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無(wú)關(guān)，我們常稱之為力的的加速度，與物體是否受其他力的作用無(wú)關(guān)，我們常稱之為力的獨(dú)立作用原理合力的加速度即是這些加速度的矢量和獨(dú)立作用原理合力的加速度即是這些加速度的矢量和4用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟：用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟： （1）確定研究對(duì)象；）確定研究對(duì)象； （2）進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受

7、力的示意圖；）進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖； （3）建立坐標(biāo)系，即選取正方向，根據(jù)定律列方程；）建立坐標(biāo)系，即選取正方向，根據(jù)定律列方程； （4）統(tǒng)一已知量單位，代值求解；）統(tǒng)一已知量單位，代值求解； （5）檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解）檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解.例題：例題：一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，這兩的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力的大小分別為個(gè)力的大小分別為2N和和6N，當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變，當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí)，物體的加速度大小可能為：化時(shí)，物體的加速度大小可能為：A1ms2 B2ms2 C3ms2 D4m

8、s2解析：解析：根據(jù)牛頓第二定律，如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，根據(jù)牛頓第二定律，如果一個(gè)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，題目所給的兩個(gè)物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，題目所給的兩個(gè)力大小分別為力大小分別為2N和和6N，當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大，當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大，最大值為最大值為268（N），當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小，最），當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小，最小值為小值為624（N），當(dāng)兩個(gè)力的方向既不相同，也不相反），當(dāng)兩個(gè)力的方向既不相同，也不相反時(shí)，合力的大小大于時(shí)，合力的大小大于2N而小于而小于8N，所以兩個(gè)力的方向發(fā)生，所以兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí)，合力的大小變化時(shí)，合力的大小 2N F 8 N根據(jù)牛頓第二定律可得根據(jù)牛頓第二定律可得a=F合合/m，當(dāng)兩個(gè)力取不同的方，當(dāng)兩個(gè)力取不同的方向時(shí)，物體的加速度大小向時(shí)，物體的加速度大小所以所以，答案應(yīng)選擇，答案應(yīng)選擇B B