牛頓第二定律：物體受力引起的加速度與質(zhì)量的關(guān)系

牛頓第二定律：物體受力引起的加速度與質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律：物體受力引起的加速度與質(zhì)量的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)一：牛頓第二定律的定義牛頓第二定律是描述力、質(zhì)量和加速度之間關(guān)系的物理定律。它指出，物體所受的合外力等于物體質(zhì)量與其加速度的乘積，即F=ma。知識(shí)點(diǎn)二：力的單位在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓（N）。1牛頓等于1千克物體受到1米/秒2的加速度。知識(shí)點(diǎn)三：質(zhì)量的單位在國(guó)際單位制中，質(zhì)量的單位是千克（kg）。質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，是衡量物體慣性大小的唯一量度。知識(shí)點(diǎn)四：加速度的單位在國(guó)際單位制中，加速度的單位是米/秒2（m/s2）。加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，等于速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值。知識(shí)點(diǎn)五：牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律可以用來(lái)計(jì)算物體在受到外力作用時(shí)的加速度。通過(guò)測(cè)量物體所受的合外力和物體的質(zhì)量，可以求出物體的加速度。知識(shí)點(diǎn)六：牛頓第二定律與慣性的關(guān)系質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。慣性是指物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。物體的質(zhì)量越大，慣性越大，物體越不容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。知識(shí)點(diǎn)七：超重和失重的概念當(dāng)物體對(duì)接觸面的壓力大于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說(shuō)物體處于超重狀態(tài)，此時(shí)有向上的加速度；當(dāng)物體對(duì)接觸面的壓力小于物體的真實(shí)重力時(shí)，就說(shuō)物體處于失重狀態(tài)，此時(shí)有向下的加速度；如果沒(méi)有壓力了，那么就是處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)向下加速度的大小為重力加速度g。知識(shí)點(diǎn)八：牛頓第二定律與實(shí)際生活的聯(lián)系牛頓第二定律在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。例如，當(dāng)我們乘坐汽車(chē)時(shí)，汽車(chē)急加速或急剎車(chē)時(shí)，人體會(huì)受到向前的沖力或向后的拉力，這就是牛頓第二定律在實(shí)際生活中的體現(xiàn)。知識(shí)點(diǎn)九：牛頓第二定律的局限性牛頓第二定律適用于宏觀低速物體，對(duì)于微觀高速粒子不再適用。在相對(duì)論中，物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增加而增加，此時(shí)需要使用相對(duì)論力學(xué)來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)。習(xí)題及方法：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體受到一個(gè)3N的力，求物體的加速度。答案：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將已知的力F=3N和質(zhì)量m=2kg代入公式，得到加速度a=F/m=3N/2kg=1.5m/s2。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為6N，另一個(gè)力為4N，這兩個(gè)力的方向相同，求物體的加速度。已知物體的質(zhì)量為5kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即6N+4N=10N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=10N和質(zhì)量m=5kg代入公式，得到加速度a=F/m=10N/5kg=2m/s2。一個(gè)物體從靜止開(kāi)始受到一個(gè)4N的力，已知物體的質(zhì)量為3kg，求物體在5秒內(nèi)的速度。答案：首先根據(jù)牛頓第二定律F=ma，計(jì)算加速度a=F/m=4N/3kg≈1.33m/s2。然后使用公式v=at，將加速度a=1.33m/s2和時(shí)間t=5s代入，得到速度v=1.33m/s2×5s=6.67m/s。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為8N，另一個(gè)力為5N，這兩個(gè)力的方向相反，求物體的加速度。已知物體的質(zhì)量為7kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即8N-5N=3N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=3N和質(zhì)量m=7kg代入公式，得到加速度a=F/m=3N/7kg≈0.43m/s2。一個(gè)質(zhì)量為10kg的物體受到一個(gè)力，使得物體的加速度為2m/s2，求這個(gè)力的大小。答案：根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將已知的加速度a=2m/s2和質(zhì)量m=10kg代入公式，得到力F=ma=10kg×2m/s2=20N。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為12N，另一個(gè)力為8N，這兩個(gè)力的方向相反，求物體的加速度。已知物體的質(zhì)量為10kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即12N-8N=4N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=4N和質(zhì)量m=10kg代入公式，得到加速度a=F/m=4N/10kg=0.4m/s2。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為15N，另一個(gè)力為20N，這兩個(gè)力的方向相同，求物體的加速度。已知物體的質(zhì)量為25kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即15N+20N=35N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=35N和質(zhì)量m=25kg代入公式，得到加速度a=F/m=35N/25kg=1.4m/s2。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為25N，另一個(gè)力為15N，這兩個(gè)力的方向相反，求物體的加速度。已知物體的質(zhì)量為30kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即25N-15N=10N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=10N和質(zhì)量m=30kg代入公式，得到加速度a=F/m=10N/30kg≈0.33m/s2。其他相關(guān)知識(shí)及習(xí)題：知識(shí)點(diǎn)一：牛頓第一定律牛頓第一定律，也稱為慣性定律，指出，若一個(gè)物體不受外力，或受平衡力，則物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一輛汽車(chē)在平坦水平路面上行駛，沒(méi)有外力作用于汽車(chē)，那么汽車(chē)將會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？答案：根據(jù)牛頓第一定律，汽車(chē)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為8N，另一個(gè)力為10N，這兩個(gè)力的方向相反，求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。已知物體的質(zhì)量為5kg。答案：首先計(jì)算兩個(gè)力的合外力，即10N-8N=2N。然后根據(jù)牛頓第二定律F=ma，將合外力F=2N和質(zhì)量m=5kg代入公式，得到加速度a=F/m=2N/5kg=0.4m/s2。由于加速度不為零，物體將做加速運(yùn)動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)二：力的合成與分解力的合成是指兩個(gè)或多個(gè)力共同作用于一個(gè)物體時(shí)，它們的合力等于這幾個(gè)力的矢量和。力的分解是指一個(gè)力作用于一個(gè)物體時(shí)，這個(gè)力可以在任何方向上分解為兩個(gè)力，使得這兩個(gè)力的合力等于原來(lái)的力，而它們的夾角互為補(bǔ)角。一個(gè)物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)力為15N，另一個(gè)力為20N，這兩個(gè)力的方向相同，求物體的合外力。已知物體的質(zhì)量為4kg。答案：兩個(gè)力的合外力等于這兩個(gè)力的矢量和，即15N+20N=35N。一個(gè)物體受到一個(gè)力，大小為10N，求這個(gè)力在x軸和y軸上的分解力。答案：這個(gè)力可以在x軸和y軸上分解為兩個(gè)力，使得這兩個(gè)力的合力等于原來(lái)的力。設(shè)分解力分別為Fx和Fy，則有Fx+Fy=10N。知識(shí)點(diǎn)三：動(dòng)能與勢(shì)能動(dòng)能是指物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，勢(shì)能是指物體由于位置或狀態(tài)而具有的能量。動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)，求物體的動(dòng)能。答案：物體的動(dòng)能Ek=1/2mv2=1/2×2kg×(3m/s)2=9J。一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體位于一個(gè)高度為10m的平臺(tái)上，求物體的勢(shì)能。答案：物體的勢(shì)能Ep=mgh=2kg×10m/s2×10m=200J。知識(shí)點(diǎn)四：能量守恒定律能量守恒定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造或銷(xiāo)毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，系統(tǒng)的總能量始終保持不變。一個(gè)物體從高處落下，落地時(shí)速度為6m/s，求物體在下落過(guò)程中失去的勢(shì)能。已知物體的質(zhì)量為3kg，重力加速度為10m/s2。答案：物體在下落過(guò)程中失去的勢(shì)能等于物體的勢(shì)能初態(tài)減去勢(shì)能末態(tài)，即ΔEp=mgh-0=3kg×10m/s2×h。由于初態(tài)和末態(tài)的高度差為h，可以得到ΔEp=30hJ。一個(gè)物體從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)，已知物體的質(zhì)量為4kg，加速度為2m/s2，求物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的動(dòng)能。答案：物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的動(dòng)能等于物體的動(dòng)能末態(tài)減去動(dòng)能初態(tài)，即ΔEk=1/2mv2-0=1/2×4kg×(2m/