4.3 牛頓第二定律(人教版)（基礎(chǔ)課堂）

1、4.3 牛頓第二定律第四章 牛頓運(yùn)動定律1教育課數(shù)據(jù)處理得：a F實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)m一定時(shí)，a和F成正比即1、質(zhì)量m一定，加速度a與力F的關(guān)系回憶上節(jié)課所探究的內(nèi)容2教育課2、力F一定，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系數(shù)據(jù)處理得：m回憶上節(jié)課所探究的內(nèi)容1/m實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)F一定時(shí)，a和m成反比1ma3教育課如果用實(shí)驗(yàn)方案一結(jié)論是否相同呢4教育課F Kma k 為比例系數(shù)物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。大量實(shí)驗(yàn)和事實(shí)都能得出同樣的結(jié)論:5教育課牛頓第二定律【內(nèi)容】物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與作用力的方向相同?！颈壤健俊镜仁健縁=kma，其中k是比例系

2、數(shù)或k是多少呢？6教育課在17世紀(jì)，對牛頓第二定律中F=kma中的質(zhì)量、加速度的單位中的米、秒的單位已經(jīng)定義了，唯獨(dú)力的單位沒有定義。為了紀(jì)念牛頓對力學(xué)的貢獻(xiàn)，把力的單位定義為牛頓。小資料把能夠使質(zhì)量是1 kg的物體產(chǎn)生1m/s2 的加速度的這么大的力定義為1 N，即 1牛=1千克 米/秒2 1 N=1 kgm/s27教育課所以，當(dāng)我們在運(yùn)用牛頓第二定律應(yīng)用國際單位制時(shí)，K=1此時(shí)，牛頓第二定律可寫成 F ma 8教育課1、在牛頓第二定律F=kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的下列說法，正確的是 ( )、在任何情況下k都等于；、k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的；、k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的單

3、位決定的；、在國際單位制中，k=1練習(xí)CD9教育課從F=ma可知：無論一個(gè)多小的力F都可以使物體產(chǎn)生加速度a，可是螞蟻用力卻推不動放在水平地面上的一塊磚，這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？為什么？思考與討論答：沒有矛盾，由公式Fma看，F(xiàn)為合外力，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，這個(gè)力應(yīng)是合外力。磚仍靜止，說明磚所受合外力為零。10教育課牛頓第二定律進(jìn)一步的表述為：物體的加速度的大小與合外力成正比.與質(zhì)量成反比.加速度方向與合外力方向相同.表達(dá)式：F合=ma11教育課F ma 性質(zhì)(1)因果性: 力是產(chǎn)生加速度的原因12教育課F ma 性質(zhì)(2)同體性: a 、F、m對應(yīng)于同一物體或同一個(gè)整體

4、13教育課F=maFaA光滑水平面F和a都是矢量, 牛頓第二定律F=ma是一個(gè)矢量式, 它反映了加速度方向始終跟合力方向相同, 而速度方向與合力方向無必然聯(lián)系(3)矢量性:a與F 的方向總是相同F(xiàn) ma 性質(zhì)14教育課FA光滑水平面物體受到拉力F之前靜止 a=?物體受到拉力F之后，a有了嗎?撤去拉力F后，a還存在嗎? F增大、減小時(shí)，a怎樣?a與F總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化(4)同時(shí)性: a與F是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系F ma 性質(zhì)15教育課FA光滑水平面物體還受哪幾個(gè)力?GNG與N分別產(chǎn)生加速度嗎?作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力無關(guān)。 合力的加速度即是這些加速度

5、的矢量和。(5)獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度F ma 性質(zhì)16教育課(5)獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體 產(chǎn)生一個(gè)加速度(3)矢量性:a與F 的方向總是相同(4)同時(shí)性:a與F總是同生同滅同變化(1)因果性:力F是產(chǎn)生加速度a的原因(6)相對性:慣性參照系 (地面系)(7)統(tǒng)一性:統(tǒng)一用國際制的單位(2)同體性:F、m、a對應(yīng)于同一物體 F ma 性質(zhì)17教育課某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車,當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī),經(jīng)過70s停下來,汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2000N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?假定試車過程中汽車受到的阻力不變。汽車減速

6、時(shí)受力情況GNf例題18教育課(1)汽車在減速過程:Vo=100kmh27.8 ms，V=0，t=70s根據(jù) a(v-vo)/t 得: 加速度為a1 0.397 ms2, 方向向后.根據(jù)牛頓第二定律得: 受到的阻力 fma1437N, 方向向后.解：設(shè)汽車前進(jìn)方向?yàn)檎较?9教育課汽車重新加速時(shí)的受力情況某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車,當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī),經(jīng)過70s停下來,汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2000N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?假定試車過程中汽車受到的阻力不變。fFNG例題20教育課解：(2) 汽車重新啟動時(shí): 牽引力為F=2 000N，根據(jù)

7、牛頓第二定律得: 加速度為 a2=(F f )/m1.42 ms2 方向向前.21教育課用牛頓第二定律解題的一般步驟1、確定研究對象2、分析受力、運(yùn)動情況，畫出受力分析圖3、求合力4、選正方向，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式建立方程并求解注意:各量統(tǒng)一用國際單位制的單位.22教育課合成法一個(gè)物體，質(zhì)量是2，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用,此外沒有其他的力.這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?F1F20F例題分析:60023教育課分析 應(yīng)先求出合力F合.然后用牛頓第二定律求出加速度.解法一：受力分析如圖，可知F合=2F1cos60 600F1F2F合 加速度的方向兩個(gè)

8、力的方向的夾角都是60024教育課正交分解法一個(gè)物體，質(zhì)量是2，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用,此外沒有其他的力.這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?xy0F1F2例題合力還可以怎么求60060025教育課 解法二：建立坐標(biāo)系，把力F1和F2分別沿x軸和y軸的方向分解. F1x=F1cos60，F(xiàn)1y=F1sin60 F2x=F2cos60，F(xiàn)2y=F2sin60 F合=F1x+F2x =F1cos60+F2cos60 =10N.由牛F合=ma得600F1F2600yxoF1xF1yF2xF1y26教育課一個(gè)物體，質(zhì)量是2，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用,此外沒有其他的力.這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?有沒有其他方法？0F1F2a2a1a例題60027教育課 練習(xí) 如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體與水平地面的動摩擦因數(shù)為=0.20。現(xiàn)對它施加一向右與水平方向成37、大小為20N的拉力F，使之向右做勻加速運(yùn)動，求物體運(yùn)動的加速度大小。）37F解：對物體受力分析mgNNfFxFyyx所以 F合= Fx合= Fxf=ma 又 f= N代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得a=2.6m/s2x方向：Fx合= Fxfy方向：Fy合合= Fy + NN mg =028教育課若F合=0，則加速度a=0，物體不改變運(yùn)動