牛頓第二定律PPT

1、牛頓第二定律,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即產(chǎn)生加速度。 加速度的大小可能與哪些因素有關(guān)呢？ “力”是促使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，力似乎“促使”加速度的產(chǎn)生； 質(zhì)量是物體慣性的量度，而慣性是保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，所以質(zhì)量似乎“阻礙”加速度的產(chǎn)生。,知識(shí)回顧,a可能與F、m有關(guān)系。,（1）研究方法：,控制變量法,“a”與“F”、“m” 二個(gè)物理量均有關(guān)系，應(yīng)該從何處入手呢？,所以本次的探究思路自然而然地確定為兩個(gè)方面： 一是探究質(zhì)量一定時(shí)，加速度與受力的關(guān)系； 二是探究受力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 最后綜合得出三者的關(guān)系。,控制變量法,在初中階段我們研究“歐姆定律”、“導(dǎo)體電阻的影響因素”時(shí)都

2、接觸到一種方法,a、F、m三者的關(guān)系??？,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,回憶課本所探究的內(nèi)容,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,牛頓第二定律的內(nèi)容,物體的加速度a跟作用在物體上的合外力力F成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比。,當(dāng)適當(dāng)選取單位使k=1, 則: F合 =ma 使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力，規(guī)定為1N.,牛頓第二定律,數(shù)學(xué)式：,aF合,說(shuō)明：,1.因果關(guān)系力是產(chǎn)生加速度的原因。,知識(shí)形成,當(dāng)取k =1，此時(shí)關(guān)系式可簡(jiǎn)化為：,物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。,F =

3、ma,此即為牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。,a=F/m,. 由F合=ma計(jì)算出的a是相對(duì)地面而言的。 . 利用F合=ma時(shí)必須統(tǒng)一單位（國(guó)際單位制）,牛頓第二定律,牛頓第二定律的理解:,其實(shí)物體往往不止受到一個(gè)力的作用，物體受幾個(gè)力作用時(shí)，牛頓第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，這樣我們可以把牛頓第二定律內(nèi)容表述為：,物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。即 F合 = ma,關(guān)于牛頓第二定律的說(shuō)明:,1.同體性:( a與F合 , m都屬于同一物體，即研究對(duì)象統(tǒng)一性）,矢量性：a、F合都是矢量,注意：a的方向與F合方向一定相同,v的方向與F

4、合方向不一定相同,若v、F合的方向相同，物體做加速運(yùn)動(dòng) 若v、F合的方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng),前面第一章我們已學(xué)過(guò)：a、v同向，加速； a、v反向，減速 a的方向與F合方向一定相同 所以，我們可得出這樣的結(jié)論：,2.矢量性:(a與F合方向相同),思考：,1、在牛頓第二定律的表達(dá)式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量？,m 是標(biāo)量，F(xiàn) 和 a 是矢量。,2、在這兩個(gè)矢量中它們的關(guān)系是怎么樣？,“力是產(chǎn)生加速度的原因”，即物體受力方向決定物體的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。,3、一輛小汽車(chē)的質(zhì)量 m1=8.0102kg ，所載乘客的質(zhì)量是 m2=2.0102kg

5、，用同樣大小的牽引力，如果不載人時(shí)小汽車(chē)產(chǎn)生的加速度是a1=1.5 m/s2，載人時(shí)產(chǎn)生的加速度a2是多少（忽略阻力）,解：由牛頓第二定律： F = ma 可知牽引力的大小 F = m1 a1 = 8.0102 1.5 =1.2 103N,由于載人和不載人時(shí)牽引力是同樣大的,故：,3瞬時(shí)性：a與F合是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化,a、F合,4. 獨(dú)立性：每個(gè)外力對(duì)應(yīng)于一個(gè)加速度， 合外力對(duì)應(yīng)于合加速度,合力的加速度即是這些加速度的矢量和,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(chēng)之為力的獨(dú)立作用原理,注意事項(xiàng):,1.矢量性:(a與

6、F合方向相同),2.瞬時(shí)性:(a與F合 同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化),3.同體性:( a與F合 , m都屬于同一物體，既研究對(duì)象統(tǒng)一性）,4.獨(dú)立性:(X方向的合外力產(chǎn)生X軸方向的加速度,Y方向的合外產(chǎn)生Y軸方向的加速度, Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y,此前我們所講述的是物體只受到一個(gè)力作用的情況，物體受幾 個(gè)力作用時(shí)，牛頓第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，這樣我 們可以把牛頓第二定律進(jìn)一步表述為：,一個(gè)物體質(zhì)量是2kg，受到互成1200角的兩個(gè)力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大？,解法1：先由平行四邊形法

7、則可知， F1、 F2、F合 構(gòu)成 了一個(gè)等邊三角形，故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 = 5 m/s2,物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比加速度的方向跟合力的方向相同。即 F合 = ma,練習(xí)：,解法2：先分別求出 F1、 F2 產(chǎn)生 的加速度a1、 a2 再根據(jù)平行四邊 形法則求 a1、 a2 的合加速度a合,a1 = F1/m =10/2 = 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2 = 5 m/s2 由于加速度的方向與力的方向一至，故a1、 a2也成 1200角a1、 a2、a合 構(gòu)成了一個(gè)等邊三角形，故 a合 =5 m/s2,例題：,一個(gè)質(zhì)

8、量為2kg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2N和6N，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： A1ms2 B2ms2 C3ms2 D4ms2,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)力大小分別為2N和6N，當(dāng)兩個(gè)力的方向相同時(shí)合力最大，最大值為268（N），當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)合力最小，最小值為624（N），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2N而小于8N，所以?xún)蓚€(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí)，合力的大小 2N F 8 N,根據(jù)牛頓第二定律可得a=F合/m，當(dāng)兩個(gè)力取不同的方向時(shí)，物體的加速度大小

9、所以，答案應(yīng)選擇B、C、D,牛頓第二定律,.在牛頓第二定律F=kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的下列說(shuō)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、加速度和力的單位決定的； .在國(guó)際單位制中，k=1,.從F=ma得到m=F/a，可見(jiàn)物體的質(zhì)量： .跟合外力成正比； .跟加速度成反比； .跟合外力及加速度無(wú)關(guān)； .跟合外力及加速度比值有關(guān),牛頓第二定律,.下列說(shuō)法中正確的是： .物體所受合外力為零，物體的速度必為零 .物體所受合外力越大，物體的加速度越大，速度也越大 .物體的速度方向一定與物體受到的合外力的方向一致 .物體的加速度方向一定與物

10、體所受到的合外力方向相同,牛頓第二定律,答：沒(méi)有矛盾，由公式F合=ma看，F(xiàn)合為合外力，無(wú)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(shuō)明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。,(補(bǔ)充)一輛卡車(chē)空載時(shí)質(zhì)量為3.5103 kg,最大載貨量為2.5103 kg,用同樣大小的力,空載時(shí)能使卡車(chē)產(chǎn)生的加速度1.5m/s2 ,滿(mǎn)載時(shí)卡車(chē)的加速度是多少?,0.875m/s2,M,m,解：根據(jù)牛頓第二定律,又,滿(mǎn)載時(shí)卡車(chē)的加速度,F合一定,a一定,勻變速運(yùn)動(dòng),例：自由落體,圓周運(yùn)動(dòng),F合變化,a變化,非勻變速運(yùn)動(dòng),F合=0,a=0,靜止或 勻速運(yùn)動(dòng),平衡狀

11、態(tài),（2）力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解：,下面說(shuō)法正確與否： A、同一物體所受合外力越大，加速度越大。 B、同一物體所受合外力越大，速度也越大。 C、物體在外力作用下做加速直線(xiàn) 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合外力逐漸減小時(shí)，物體的加速度逐漸減小，物體的速度也逐漸減小。 D、物體的加速度大小不變一定受恒力作用。,例2、下列說(shuō)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，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,根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無(wú)關(guān)。所

12、以，B說(shuō)法錯(cuò)誤。,1.質(zhì)量為m的物體放在粗糙水平面上受水平F時(shí)產(chǎn)生加速度為a1 ,當(dāng)水平力為2F時(shí),加速度a2,關(guān)于a1 與a2 的關(guān)系正確的是： （ ）,解析:關(guān)鍵要考慮摩擦力f。,2.物體受幾個(gè)力作用處于靜止?fàn)顟B(tài),若將其中一個(gè)力逐漸減小到0,再逐漸恢復(fù)到原值,物體加速度和速度怎樣變化?,答案:加速度先增大后減小,速度一直增大.,小試牛刀:,A. a2 2a1 B. a2 2a1C. a2 2a1 D. a1 a2,C,由a1 =(Ff)/m, a2 =(2Ff)/m 2(F f) =2 a1,課后思考:一小球從豎直在地面上輕彈簧正上某處自由落下,試分析小球從剛接觸彈簧到被壓縮最短過(guò)程中小球的速度.加速度怎樣變化?,1 、為了安全，在公路上行駛的汽車(chē)之間應(yīng)保持必要的距離已知 某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假設(shè)前方車(chē)輛突然停止，后車(chē)司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車(chē)，到汽車(chē)開(kāi)始減速所經(jīng)歷的時(shí)間（即反應(yīng)時(shí)間）t = 0.50s 。剎車(chē)時(shí)汽車(chē)受到的阻力的大小F 為汽車(chē)重力的0.40倍。該高速公路上汽車(chē)間的距離 s 至少應(yīng)為多少（g = 10 m/s2）,分析：汽車(chē)間的距離 s = s1 s2 汽車(chē)在 s1 做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) s1 = v t 在s2 汽車(chē)做初速度 v0 = 144 km/h v t = 0 的勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),解： s1 = v t = 40