3牛顿第二定律.ppt

3 牛顿第二定律,1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。,Fkma,假如你是科学家，你能否想个办法把K消掉？,把能够使质量是1kg的物体产生1m/s2 的加速度的这么大的力定义为1N，即 1牛=1千克米/秒2,可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成F=ma,牛顿第二定律的数学表达式,Fkma,一.牛顿第二定律,内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。,F合ma,合外力,质量,加速度,表达式,【力的单位】：1N=1kgm/s2,【公式】：F=ma F、m、a均取国际单位,1、矢量性：加速度的方向总与合外力方向相同。,2、F与a的瞬时性:同时产生，同时变化，同时消失。,对牛顿第二定律的理解,3、独立性:作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关，合力的加速度即是这些加速度的矢量和,4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。,5、是定义式、度量式；是决定式。,6、不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为0时的特例。,二.利用牛顿第二定律解决实际问题例1.某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到25m/s的速度时关闭发动机，经过50s停下来，(1)汽车受到的阻力是多大?(2)重新起步加速时牵引力为2 000 N，产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变),F阻（水平方向的合力）=?m=1000kg 已知,F合ma,V0=25m/s,Vt=0,t=50S,可求：a,分析(1),汽车减速时受力情况,（1）解：规定初速度方向为正方向,由运动学公式：,由牛顿第二定律 F合=ma,阻力大小为500N,F=2 000 NF阻=500N,F合=F-F阻,F合ma,可求出a,解：F合=F-F阻=2000N-500N=1500N根据牛顿第二定律 F合=ma解得:a=1.5m/s2,练习1.一个物体，质量是2kg，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多少？,例2.一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为()A1ms2 B2ms2 C3msq D4ms2,解析：根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为268（N），当两个力方向相反时合力最小，最小值为624（N），当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于4N而小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小4NF8 N根据牛顿第二定律可得a=F合/m，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小所以，答案应选择B、C、D,练习2.一静止木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。,水平方向：Fcos f=ma,竖直方向：NGFsin=0 f=N Vt=V0+at=at,例3.从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，蚂蚁用力却推不动放在水平面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？,答：这与牛顿第二定律不矛盾。牛顿第二定律的内容是物体所受到的合外力与加速度的关系。蚂蚁的推力与砖块受到摩擦力的合力为零故没有推动砖块。,三、用牛顿第二定律解题的方法和步骤,1、明确研究对象（隔离或整体）。,2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图。,3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合。,物体受两个力：,合成法 F合=ma,物体受多个力：,正交分解法,（沿加速度方向）,（垂直于加速度方向）,4、列方程求解,对牛顿第二定律的几点说明1.物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是Fma，只要有合外力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只要合外力为零，则加速度为零，与速度的大小无关只有速度的变化率才与合外力有必然联系2.合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速,3.力与运动关系：力是改变物体运动状态的原因，即力加速度速度变化(运动状态变化)，物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然的联系,特别提醒：物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同,例4.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g10m/s2，sin370.6，cos370.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况(2)求悬线对球的拉力,解析：(1)球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受力情况知道的较多，故应以球为研究对象，球受两个力作用：重力mg和线的拉力F，由于球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，合外力沿水平方向，故其加速度沿水平方向,规律方法：解答本题的关键是根据小球的加速度方向，判断出物体所受合力的方向，然后画出平行四边形，解其中的三角形就可求得结果,练习4.如图所示，一个铁球从竖直在地面上的轻质弹簧的正上方某处自由落下，接触弹簧后将弹簧弹性压缩从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合外力的变化情况是(),A合力变小，速度变小B合力变小，速度变大C合力先变小后变大，速度先变小后变大D合力先变小后变大，速度先变大后变小分析：抓住合外力的变化情况，分析加速度及速度的变化情况是分析动态问题的主线,解析：铁球接触弹簧前，做自由落体运动，有一向下的速度铁球接触弹簧后，在整个压缩弹簧的过程中，仅受重力G和弹簧弹力F的作用开始压缩时，弹簧的弹力F小于物体的重力G，合外力向下，铁球向下做加速运动但随着铁球向下运动，弹簧形变量增大，弹力随之增大，合外力减小，加速度减小，但速度增大当弹簧弹力增至与重力相等的瞬间，合力为零，加速度为零，速度最大此后，弹簧弹力继续增大，弹力大于重力，合力向上且逐渐增大，加速度向上且逐渐增大，直至铁球速度逐渐减小为零，此时弹簧压缩量最大选D.,一、牛顿第二定律的内容及表达式二、对牛顿第二定律的理解：同体性、瞬时性、矢量性三、运用牛顿第二定律解题,