3.3 牛顿第二定律课件23张PPT

3 牛顿第二定律
一、加速度和力的关系
　如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量．F的大小，可以通过增、减砝码来改变，车的后端也分别系上绳．用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动．
1、研究前提：物体（小车）的质量保持一定．
3、结论： m一定时，
小车质量m/kg
作用力 F/kg
相等时间t内位移 s/m
小车1
0.250
20
0.8
小车2
0.250
10
0.4
2、演示过程及测出的数据（参考）
由 及
所以：
二、加速度和质量的关系
由此可知：
当外力F一定时， 物体的加速度与其
质量成反比，

即：
提出问题
牛顿第二定律：
１．内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
２．公式：
１牛＝１千克?米／秒２
注：1牛顿（N）力的规定：使质量为1kg的物体产生1m／s2的加速度的力，叫做1N
3．对牛顿第二定律的理解
（1）同体性：是指F合、m和a都是对于同一个物体而言的 （2）矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向跟合力的方向相同．牛顿第二定律公式是一个矢量式
牛顿第二定律的进一步表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．
（3）瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，加速度跟合力同时产生，同时变化，同时消失。
（4）独立性：是指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，我们常称之为力的独立作用原理．合力的加速度即是这些加速度的矢量和．
物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理
1.根据牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？
提出问题
1.下列对牛顿第二定律的表达式F合=ma及其变形公式的理解正确的是（ ）
A.由F合=ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比；
B.由m=F合/a可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比；
C.由a=F合/m可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比；
D.由m=F合/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出。
巩固训练1
CD
2、在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法，正确的是( )
Ａ 在任何情况下k都等于１；
Ｂ k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；
Ｃ k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的；
Ｄ 在国际单位制中，k=1．
巩固训练2
CD
3．下列说法中正确的是（ ）
Ａ：物体所受合外力为零，物体的速度必为零．
Ｂ：物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大．
Ｃ：物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致．
Ｄ：物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同．
巩固训练3
D
巩固训练4
4.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A.物体同时获得速度和加速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零
C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度均为零
B
5.某静止物体受一对平衡力作用，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向保持，另一个力保持不变，试分析在此过程中，该物体的加速度和速度变化情况如何？
巩固训练5
6 .两个相互垂直的力F1=3N， F2=4N作用在一个质量 m=1kg的物体上， 两力合力产生的加速度是（ ）
A.1m/s2 B.5m/s2
C.4m/s2 D.7m/s2
巩固训练6
B
在课前的视频中用多大的合力才能使质量为2×104kg的火箭产生1m/s2的竖直向上的加速度？（取g=10m/s2）
上题中若火箭上升过程中所受空气阻力恒为1×104N,需要对火箭施加多大的动力才能获得1m/s2的竖直向上的加速度？分析时请画出火箭的受力示意图。
牛顿第二定律的理解应用
应用牛顿第二定律解题步骤：
1.明确研究对象
2.进行受力分析和运动情况分析，作出受力示意图
3.求合力或加速度
4.由牛顿第二定律F=ma列方程求解
5.某静止物体受一对平衡力作用，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向保持，另一个力保持不变，试分析在此过程中，该物体的加速度和速度变化情况如何？
例1：质量为8?103千克的汽车，在水平的公路上沿
直线行驶，汽车的牵引力为1.45?104牛，所受阻力
为2.5 ?103牛．求：汽车前进时的加速度．
解题步骤：
１．研究对象：
汽车.
２．受力分析．
３．建立坐标系．
４．由F合＝ma列方程．
５．解得：a=？
解:对 ,受力分析如图.
建立如图所示坐标系.
由牛顿第二定律得:
解得:
解题格式：
F-f=ma
N
G
F
f
汽车
a=1.5 m/s2
例2：质量为8?103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，
汽车的牵引力为1.45?104牛，所受阻力为2.5 ?103牛．
求：汽车前进时的加速度．
练：如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小
为Ｆ，方向与水平方向成?角的拉力作用下，沿地面
作匀加速直线运动．若木块与地面之间的动摩擦因数
为?，求：木块的加速度．
Ｆ
?
v
练：如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为Ｆ，
方向与水平方向成?角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线
运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为?，求：木块的加
速度．
Ｆ
?
解：对木块，受力分析如图．
建立如图所示坐标系．
由牛顿第二定律得：
解得：
G
N
f
x
y