3、牛顿第二定律.ppt

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1、4.3 4.3 牛顿第二定律牛顿第二定律 自然和自然的法则在黑暗中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是一切都被照亮。蒲柏 当物体的当物体的质量质量m一定时一定时,加速度加速度 a 与物体所受的与物体所受的合力合力F 成成_。当物体所受的当物体所受的合力合力F一定时一定时,加速度加速度 a 与物体的与物体的质量质量m 成成_。正比正比反比反比知识回顾：知识回顾：1 1、内容：、内容：一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律2 2、表达式：、表达式：国际单位制中，国际单位制中，k k1 11 1、，在不同的单位制中，在不同的单位制中，k k取值不同。取值不同。使质量为使质量为1kg1kg的物体产生的物体产生1m

2、/s1m/s2 2的加速度所需的力为的加速度所需的力为1N1N。二、力的单位二、力的单位2 2、单位单位“牛顿牛顿”的定义：的定义：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物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。体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。合力合力 在国际单位制中，质量的基本单位是千克，加速度的基本单在国际单位制中，质量的基本单位是千克，加速度的基本单位是米每二次方秒，所以力的单位应该为千克米每二次方秒，后位是米每二次方秒，所以力的单位应该为千克米每二次方秒，后人为了纪念牛顿，把人为了纪念牛顿，把kgkgm/sm/s2 2称做称做“牛

3、顿牛顿”，用符号，用符号N N表示。表示。k k是比例系数是比例系数思考：思考：1N1N的物理意义？的物理意义？F F合合、m m、a a 是对于同一个物体而言的。是对于同一个物体而言的。a a与与F F合合是瞬时对应的关系。是瞬时对应的关系。同时产生同时产生同时消失同时消失同时变化同时变化a a、F F合合三、对牛顿第二定律的理解三、对牛顿第二定律的理解1 1、同体性：、同体性：2 2、瞬时性：、瞬时性：3 3、独立性：、独立性：物体所受的各个力产生各自的加速度，而物体表物体所受的各个力产生各自的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生的加速度叠现出来的实际加速度是物体所受各力产

4、生的加速度叠加（按矢量运算法则）的结果。加（按矢量运算法则）的结果。a a、F F合合都是矢量都是矢量a a的方向与的方向与F F合合方向一定相同方向一定相同思考：思考：v v的方向与的方向与F F合合方向也一定相同吗？方向也一定相同吗？若若v v、F F合合的方向相同，物体做加速运动；的方向相同，物体做加速运动；若若v v、F F合合的方向相反，物体做减速运动。的方向相反，物体做减速运动。第一章我们已学过：第一章我们已学过：a a、v v同向，加速同向，加速 a a、v v反向，减速反向，减速 又：又：a a的方向与的方向与F F合合方向方向一定一定相同相同所以，我们可得出这样的结论：所以，

5、我们可得出这样的结论：4 4、矢量性：、矢量性：5 5、相对性：、相对性：公式中的公式中的a a是相对于地面的加速度。是相对于地面的加速度。【例题例题1 1】某伞兵和他携带的武器质量共为某伞兵和他携带的武器质量共为 80 kg 80 kg，降落伞未张开时，受到的空气阻力为降落伞未张开时，受到的空气阻力为 25 N25 N，求伞兵求伞兵在这段时间的加速度。在这段时间的加速度。aF合合 解：解：由牛顿第二定律由牛顿第二定律 ，得：得：分析：分析：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用：Fmg.竖竖直直向向下下的的重重力力mg 和和竖竖直直向向上上的的空空气气

6、阻阻力力F，伞伞兵兵所所受受的合力为的合力为F 合合=mg F ,方向向下方向向下。方向竖直向下。方向竖直向下。F F合合 a a【例题例题2 2】用吊车把质量为用吊车把质量为500 kg 500 kg 的物体由静止吊的物体由静止吊起，使物体竖直向上做匀加速直线运动，起，使物体竖直向上做匀加速直线运动，2 s 2 s 末物末物体的速度为体的速度为0.8 m/s0.8 m/s，求钢丝绳对物体的拉力？求钢丝绳对物体的拉力？a 解解：对物体受力分析：对物体受力分析F合合FTmg.分分析析：根根据据题题意意，物物体体受受两两个个力力作作用用：竖竖直直向向下下的的重重力力和和向向上上的的拉拉力力，加加速

7、速度度方方向向向向上上，所所以以合合力力方方向向向向上上，由由牛牛顿第二定律顿第二定律 ，求出拉力，求出拉力。由牛顿第二定律由牛顿第二定律方向竖直向上。方向竖直向上。a Fa F合合 书书P75P75例题例题1【例题例题4 4】【例题例题3 3】书书P75P75例题例题2用牛顿第二定律解题的一般步骤：用牛顿第二定律解题的一般步骤：1 1、确定研究对象。、确定研究对象。2 2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究、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。对象的受力分析图。3 3、求出合力。注意用国际单位制统一各个物理、求出合力。注意用国际单位制统一各个物理量的单位。量的单位。4

8、 4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。求解。小试牛刀：如图所示，质量为如图所示，质量为4kg4kg的物体与水平地面的动摩擦的物体与水平地面的动摩擦因数为因数为=0.20=0.20。现对它。现对它施加一向右与水平方向成施加一向右与水平方向成3737、大小为、大小为20N20N的拉力的拉力F F，使之向右做匀加速运动，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度大小。求物体运动的加速度大小。(g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8)）37F解：对物体受力分析解：对物体受力分析 对对F F进行正交分解进行正交分解分别列出两个方向上的方

9、程分别列出两个方向上的方程mgFNfFxFyyx所以所以 F合=Fx合=ma又又 f=FN代入数据联立得代入数据联立得a=2.6m/s2Fx合=FxfFy合=Fy+FN mg=0 从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都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？有无矛盾？为什么？答：答：没有矛盾，由公式没有矛盾，由公式F F合合=ma=ma，F F合合为合外力，为合外力，无论怎样小的力（无论怎样小的力（但但F F合合0 0，且这

10、个力应是，且这个力应是合外力合外力）都可以使物体产生加速度。现用力）都可以使物体产生加速度。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知力为零。由受力分析可知F F提提+F+F支支-mg=0-mg=0。1 1、一个质量为、一个质量为2kg2kg的物体同时受到两个力的作用，的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为这两个力的大小分别为2N2N和和6N6N，当两个力的方向发当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为：生变化时，物体的加速度大小可能为：A.1A.1m/sm/s2 2 B.2 B.2m/sm/s2 2 C.3 C.

11、3m/sm/s2 2 D.4 D.4m/sm/s2 2随堂练习：随堂练习：2 2、如图所示、如图所示,一轻弹簧一端固定一轻弹簧一端固定,一端系一质量一端系一质量为为m m的小球甲的小球甲,同时用轻绳把质量也为同时用轻绳把质量也为m m的小球乙的小球乙相连相连,现剪断细绳现剪断细绳,则在剪断细绳的则在剪断细绳的瞬间瞬间,甲、乙甲、乙两球的加速度分别为多少两球的加速度分别为多少?方向方向?甲甲乙乙瞬间瞬间:弹簧还没有缩弹簧还没有缩短短,弹力不变。弹力不变。乙乙甲甲a甲甲=g，方向向上，方向向上a乙乙=g，方向向下，方向向下如果甲的质量为如果甲的质量为m，乙的质量，乙的质量为为2m，结果又怎样呢？，结果又怎样呢？a甲甲=2g，方向向上，方向向上a乙乙=g，方向向下，方向向下3 3、质量为、质量为m m的物体放在粗糙且动摩擦因数恒定的物体放在粗糙且动摩擦因数恒定的水平面上，受到水平拉力的水平面上，受到水平拉力的作用产生的加的作用产生的加速度为速度为a a，当水平拉力增加到，当水平拉力增加到时，加速度时，加速度应该（）应该（）.等于等于2a2a .大于大于2a 2a .小于小于2a2a .无法判断无法判断