4.3牛顿第二定律1

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1、4.3牛顿第二定律1学习目标:1.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。2.理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。学习重点:牛顿第二定律学习难点:牛顿第二定律主要内容:一、牛顿第二定律1．公式推导：2．语言表述：3．公式表达：①数学表达式：②常用计算式：F合=ma4．牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心，是本章的重点和中心内容，在力学中占有很重要的地位，一定要深入理解牛顿第二定律的确切含义和重要意义。理解：(1)因果关系：只要物体所受合力不为零(无论合力多么的小

2、)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因，力决定加速度，力与速度、速度的变化没有直接关系。如果物体只受重力G=mg的作用，则由牛顿第二定律知物体的加速度为a=。即重力是使物体产生重力加速度g的原因，各地的g值略有差异，通常取g=9．8m／s2。在第一章学习《重力》一节时，给出了重量和质量的关系式G=mg，g是以比例常数引人的，g=9．8N／kg。现在可以证明，这个比例常数就是重力加速度，9．8N／kg与9．8m／s2等价。(2)矢量关系：F合=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F合都是矢量，物体加速度的方向由它所受的

3、合外力的方向决定且总与合外力的方向相同(同向性)，而物体的速度方向与合外力方向之间并无这种关系。这样知道了合外力(或加速度)的方向，就知道了加速度(或合外力)的方向。(3)瞬时对应关系：牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律，物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F合=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生(虽有因果关系但却不分先后)、同时变化、同时消失。(4)独立对应关系：当物体

4、受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理)，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加(按矢量运算法则)的结果。(5)同体关系：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。二、由牛顿第二定律可以清楚地认识到运动和力的关系1．物体运动的性质由所受合力F合的情况决定。2．物体运动的轨迹由所受合力F合和它的初速度v0共同决定。3．物体做加速直线运动的条件：F合和v0的方向沿同一直线且同向。三、应用牛顿第二定律解题的一

5、般步骤：(1)确定研究对象(在有多个物体存在的复杂问题中，确定研究对象尤其显得重要)。(2)分析研究对象的受力情况，画出受力图。(3)选定正方向或建立直角坐标系。通常选加速度的方向为正方向，或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向。这样与正方向相同的力(或速度)取正值；与正方向相反的力(或速度)取负值。(4)求合力(可用作图法，计算法或正交分解法)。(5)根据牛顿第二定律列方程。(6)必要时进行检验或讨论。【例一】质量为2kg的物体放在水平地面上，与水平地面的动摩擦因数为0．2，现对物体作用一向右与水平方向成37°，大小为

6、10N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度?【例二】质量为m的物体放在倾角为30°的斜面上，求：(1)若斜面光滑，物体沿斜面下滑的加速度多大？(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为μ，物体沿斜面下滑的加速度多大?【例三】如图所示，装有架子的小车，用细线拖着小球在水平地面上运动，已知运动中，细线偏离竖直方向30°，则小车在做什么运动?【例四】在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作()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

7、动。【例五】汽车在空载时的质量是4×103kg，它能运载的最大质量是4×103kg，要使汽车在空载时加速前进需要牵引力是2．5×104N，那么满载时以同样加速度前进，需要的牵引力是多少?【例六】一个力作用于质量为m1的物体A时，加速度为a1；这个力作用于质量为m2的物体时，加速度为a2，如果这个力作用于质量为m1+m2的物体C时，得到的加速度为()A．B．C．D．课堂训练：1．设洒水车的牵引力不变，所受阻力与车重成正比，洒水车在平直路面上行驶原来是匀速的，开始洒水后，它的运动情况将是()A．继续作匀速运动．B．变为作匀加

8、速运动．C．变为作变加速运动．D．变为作匀减速运动．2．甲车质量是乙车质量的2倍，把它们放在光滑水平面上，用力F作用在静止的甲车上时，得到2m／s2的加速度，若用力F作用在静止的乙车上，经过2s，乙车的速度大小是()A．2m／sB．4m／sC．6m／sD．8m／s3．如果力F在时间t内能使质量m的物体移动距离s（）A