高一必修一-物理43牛頓第二定律

4.3牛頓第二定律1.牛頓第一定律：

力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，

即力是產(chǎn)生加速度的原因。2.影響加速度的因素：

物體所受合外力F、物體質(zhì)量m3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

①當(dāng)物體的質(zhì)量不變時(shí)，物體運(yùn)動的加速度與

所受的合力成正比。②當(dāng)物體所受的合力不變時(shí)，物體運(yùn)動的加速度與質(zhì)量成反比。a∝

F合F合∝ma

正比于a∝m1a∝

mF合F合＝kma

k

為比例系數(shù)知識回顧假如你是科學(xué)家，你能否想個(gè)辦法把k消掉？一.“1N”定義:使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力定義為1N，即1N=1kg·m/s2可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡化成F

＝ma

牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F

＝kma

二、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，加速度的方向跟作用力的方向相同F(xiàn)合

＝ma

合外力質(zhì)量加速度1、牛頓第二定律2.牛頓第二定律的理解同體性：

公式中Ｆ、ｍ、ａ必須是同一研究對象瞬時(shí)性：有合外力就有加速度的產(chǎn)生。外力停止，加速度瞬時(shí)消失。持續(xù)恒定外力作用下，物體具有持續(xù)恒定的加速度

（此時(shí)物體做勻變速直線運(yùn)動）矢量性：

a方向與合外力F的方向始終相同獨(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CD【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1、下列對牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是：()A、由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比；B、由m＝F／a可知，物體的質(zhì)量與其所受的合外力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比；C．由a＝F／m可知，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質(zhì)量成反比；D、由m＝F／a可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得。牛頓定律應(yīng)用實(shí)例：從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？答：沒有矛盾，由公式F合=ma看，F(xiàn)合為合外力，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?，F(xiàn)用力提一很重的物體時(shí)，物體仍靜止，說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。合外3.合外力的方向決定加速度的方向，速度方向與合外力方向無關(guān)。下列說法正確的是：

1、物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小2、物體速度為零，合外力一定為零3、物體合外力為零時(shí)，速度一定為零4、物體合外力減小時(shí)，速度一定減小5、物體的運(yùn)動方向一定跟合外力的方向相同

6、根據(jù)m=F/a，物體的質(zhì)量跟外力成正比，

跟加速度成反比練習(xí)1：加速度、合外力、速度之間的關(guān)系×××××A練習(xí)2、下列說法中正確的是（）A．物體所受合外力越大，加速度越大。B．物體所受合外力越大，速度越大。C．物體在外力作用下做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的速度逐漸減小。D．物體的加速度大小不變一定受恒力作用應(yīng)用舉例汽車重新加速時(shí)的受力情況某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到108km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，經(jīng)過60s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。)汽車減速時(shí)受力情況mgFNFfFfFFNmg例1解:以汽車為研究對象,減速時(shí)受力分析如右圖由v0=100km/s=27.8m/s，vt=0，vt=v0+at得：由牛頓第二定律得：當(dāng)汽車重新起步加速時(shí)受力分析如圖，由牛頓第二定律得：F-Ff=ma2所以mgFNFfFfFFNmg１、明確研究對象并對研究對象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析2、選定正方向并建立坐標(biāo)系（一般取運(yùn)動方向?yàn)檎较虿⒃谶\(yùn)動方向上建立坐標(biāo)系）3、根據(jù)牛頓第二定律列方程4、解方程并檢驗(yàn)解題步驟：對應(yīng)練習(xí)：一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動，物體與水平面間的滑動摩擦力是4.2N，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。FFfFNmg解：取物體運(yùn)動方向?yàn)檎较虿⒔⒆鴺?biāo)系如圖，由受力分析可得：F合=F-Ff=(6.4-4.2)N=2.2NxFFfFNmg用牛頓第二定律求出物體的加速度根據(jù)牛頓第二定律F合=ma

得：根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解速度和位移由vt=v0+at

得：由位移公式得：正交分解法平行四邊形法一個(gè)物體，質(zhì)量是4㎏，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是20N，這個(gè)物體的加速度是多少？F1F20Fxy0F1F2有沒有其他方法？0F1F2a2a1a例2獨(dú)立性:每一個(gè)力都可以使物體獨(dú)立的產(chǎn)生加速度,物體的加速度是所有力產(chǎn)生加速度的矢量和.牛頓第二定律1、表達(dá)式：F合=ma2、理解矢量性：加速度的方向總與合外力的方向相同

瞬時(shí)性：力和加速度有瞬時(shí)對應(yīng)的關(guān)系同體性：F.m.a三者是對同一物體而言的獨(dú)立性:每一個(gè)力都可以使物體獨(dú)立的產(chǎn)生加速度,物體的加速度是所有力產(chǎn)生加速度的矢量和.2.力的單位(牛頓)的定義1.內(nèi)容3.使用時(shí)需統(tǒng)一單位制小結(jié)練習(xí)1：如圖所示，位于水平面上的質(zhì)量為m的小木塊，在大小為F，方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動。若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊的加速度為（）A.B.C.D.xyFfFNFmg解：以木塊為研究對象，受力如圖，并建立坐標(biāo)系由牛頓第二定律，有又……………①………②………………③由以上①②③式解得討論：如當(dāng)，F(xiàn)N=0，此時(shí)F1F2變式：如圖所示，位于水平面上的質(zhì)量為m的小木塊，在大小為F，方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動。若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊的加速度可能為()A.B.C.D.質(zhì)量為2kg的物體受到兩個(gè)大小分別為2N和4N的共點(diǎn)力作用。則物體的加速度大小可能是A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2BC練習(xí)2提示：合力大小為2～6N,加速度大小為F合/m,即1~3m/s2[鞏固練習(xí)]3.質(zhì)量為m的木塊放在粗糙的水平面上，若用大小為F的水平恒力F拉木塊，其加速度為a

，當(dāng)拉力方向不變，大小變?yōu)?F時(shí)，加速度為a′，則()A、a′=a

B、a′<aC、a′>a

D、a′=2aC4.靜止在光滑水平面上的木塊，在水平方向上受到一個(gè)方向不變、大小從零逐漸增加到某一固