4.3牛顿第二定律（共25张ppt）

(共25张PPT)
第四章
牛顿运动定律
3、牛顿第二定律
F/
N
a/m·s
-2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
当小车质量不变时
次数
F/N
a/m
·s
-2
1
2
3
4
5
0.10
0.146
0.20
0.302
0.30
0.428
0.40
0.592
0.50
0.751
数据处理：加速度与力的关系
a
∝
F
正比于
a/m·s
-2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
a/m·s
-2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
/kg
-1
m
1
当拉力不变时
次数
/kg
-1
a/m
·s
-2
1
2
3
4
5
数据处理：加速度与质量的关系
2.50
0.861
2.00
0.692
1.33
0.470
1.00
0.352
0.83
0.290
a
∝
m
1
m
1
a
∝
F
a
∝
m
1
a
∝
m
F
牛顿第二定律
牛顿第二定律：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
思考
a
∝
F
F
∝ma
a
∝
m
1
a
∝
m
F
F
＝k
ma
k
为比例系数
思考
假如你是科学家，你能否想个办法把k
消掉？
1牛顿的定义：
把能够使质量是1
kg的物体产生1
m/s2
的加速度的这么大的力定义为1
N，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
F
＝k
ma
F合
＝ma
牛顿第二定律
a
的方向与F
的方向一定相同
F、m、a
是对于同一个物体而言的
F
和a
时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化
矢量性
瞬时性
合外力
质量
加速度
同体性
练习
在固定的光滑的斜面上加速下滑的木块
与光滑的斜面一起水平向左加速运动的木块
θ
a
θ
a
G
G
求合力的方向
F合
＝ma
牛顿第二定律
a
的方向与F
的方向一定相同
F、m、a
是对于同一个物体而言的
F
和a
时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化
每个力各自独立地使物体产生一个加速度
矢量性
瞬时性
独立性
合外力
质量
加速度
同体性
F1
F2
a2
a1
a
牛顿第二定律
练习
下列说法正确的是：
1、物体合外力减小时，加速度一定减小
2、物体速度为零，合外力一定为零
3、物体合外力减小时，速度一定减小
4、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同
5、物体的加速度大小不变一定受恒力作用
6、根据m
=
F/a
，物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比
练习
如图：篮球离开手后，作出加速度方向。不计阻力。
a
练习
如图：篮球离开手后，作出加速度方向。不计阻力。
a
思考
从牛顿第二定律知道，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？应该怎样解释这个现象？
课本例1
某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，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。
课本例1
汽车减速时受力情况
G
FN
F阻
解：沿汽车运动的方向建立坐标轴。
X
减速阶段：
汽车重新加速时的受力情况
课本例1
某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，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
F
FN
G
汽车重新加速时的受力情况
课本例1
F阻
F
FN
G
X
加速阶段：
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1、确定研究对象。
2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图和运动状态图。
3、找出合力。
4、选取正方向，根据
牛顿运动定律和运动学
规律建立方程并求解。
正交分解法
平行四边形法
课本例2
一个物体，质量是4㎏，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20N，这个物体的加速度是多少？
F1
F2
0
F
x
y
0
F1
F2
有没有其他方法？
0
F1
F2
a2
a1
a
说一说
质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？
练习1
质量为1kg
的物体受到两个大小分别为2N
和4N
的共点力作用。则物体的加速度大小可能是
A、5m/s2
B、3m/s2
C、2m/s2
D、0.5m/s2
练习2
在光滑水平面上的木块，在水方向上受到一个方向不变、大小从零逐平渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块可能做
A、匀减速运动
B、匀加速运动
C、速度逐渐减小的变加速运动
D、速度逐渐增大的变加速运动
练习3
一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑
（1）若斜面光滑，求物体的加速度？
（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度？
θ
G
FN
a
X
Ff
Y
F2
F1
θ
1)
2）
小结
一、牛顿第二定律内容及表达式
二、对牛顿第二定律的理解：
同体性、瞬时性、矢量性、独立性
三、运用牛顿第二定律解题