物理33-牛顿第二定律律2
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物理学第二定律物理学第二定律也就是牛顿第二定律。
一、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.在国际单位中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s^2;加速度的力,叫做1N。
即1N=1kg·m/s^2。
牛顿第二定律的适用范围:(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低).(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子.(3)参照系应为惯性系.[1]F合=ma(单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)/(s×s)(当单位皆取国际单位制时,k=1,F=kma即为F=ma)牛顿发表的原始公式:F=△(mv)/△t(见自然哲学之数学原理)动量为p的物体,在合外力为F的作用下,其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
用通俗一点的话来说,就是以t为自变量,p为因变量的函数的导数,就是该点所受的合外力。
即:F=△p/△t=△(mv)/△t而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有F=m(△v/△t)=ma这也叫动量定理。
在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=△(mv)/△t依然使用。
由实验可得在加速度一定的情况下F∝m,在质量一定的情况下F∝a(只有当F以N,m以kg,a以m/s^2为单位时,F合=ma成立)牛顿第二定律可以用比例式来表示,这就是a∝F/m 或F∝ma。
这个比例式也可以写成等式,F=kma 其中k是比例系数。
二、几点说明⑴牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
力和加速度同时产生,同时变化,同时消失。
⑵F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向。
⑶根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。
牛顿第二定律运动定律牛顿第二定律,也称为运动定律,是描述物体运动时所受力与加速度之间关系的基本定律。
它是物理学中最重要的定律之一,由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪提出。
牛顿第二定律的数学表达式为 F = ma,其中 F 表示物体所受合力的大小,m 表示物体的质量,a 表示物体在受力作用下的加速度。
根据这个定律,如果一个物体受到外力的作用,它的加速度将与所受的力成正比,与物体的质量成反比。
牛顿第二定律运动定律的重要性在于它不仅适用于静止物体,也适用于运动物体。
无论物体是在匀速运动还是在加速运动,只需考虑这个物体所受的合力和质量,即可确定其加速度。
在现实生活中,牛顿第二定律运动定律的应用非常广泛。
下面将介绍一些实际例子来展示这个定律的重要性和应用。
1. 汽车行驶当汽车行驶时,发动机提供的驱动力推动汽车前进。
根据牛顿第二定律,由于汽车的质量与所受的合力成反比,所以质量较大的汽车需要较大的驱动力才能达到相同的加速度。
因此,质量较大的汽车需要更长的时间才能加速到相同的速度。
2. 弹射运动弹射运动是许多体育比赛中常见的项目,如投掷项目、跳高等。
对于投掷项目,选手需要施加合适的力使投掷物飞得更远。
牛顿第二定律告诉我们,如果选手想要投掷物的速度增加,他们需要施加更大的力。
同样,跳高项目中,运动员需要通过加速跑、弹跳等动作来提高跳高的高度。
3. 自行车骑行骑自行车时,我们踩踏脚蹬给自行车提供动力。
根据牛顿第二定律,我们在踩脚蹬时施加的力越大,自行车的加速度就越大,速度也就越快。
同时,如果我们骑车过程中遇到了阻力,比如上坡或者逆风,我们需要施加更大的力才能保持速度或者克服阻力。
4. 摩擦力的作用摩擦力是物体运动中常见的阻力。
根据牛顿第二定律,摩擦力与物体质量成正比,与物体的加速度成反比。
这意味着,质量越大的物体受到的摩擦力越大,加速度越小。
例如,在水面上放置一张纸,我们可以轻易地将它推动。
而如果相同的纸放在凹凸不平的地面上,我们需要施加更大的力才能将其推动。
牛顿第二定律和力的平衡条件在物理学中,牛顿第二定律是描述物体运动和力的关系的基本定律之一。
它揭示了物体受力时的加速度与作用力之间的数学关系。
力的平衡条件则是讨论力矩平衡问题时的基本原理。
本文将详细介绍牛顿第二定律和力的平衡条件,并分析它们在实际问题中的应用。
一、牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中最著名的定律之一,它给出了物体所受合外力与其加速度之间的关系。
根据牛顿第二定律的数学表达式可以得出:F = ma其中,F表示物体所受的合外力,m代表物体的质量,a是物体的加速度。
这个表达式说明了当物体所受的合外力增大时,其加速度也会随之增大。
同时,质量越大的物体同样受到相同力的作用下,其加速度就会相对较小。
牛顿第二定律可以应用于各种运动情况,例如直线运动、曲线运动和转动运动等。
我们可以通过利用牛顿第二定律的数学表达式来计算物体的加速度,并进一步研究物体的运动规律。
二、力的平衡条件力的平衡条件是力学中常用的概念。
当多个力作用于物体时,力的平衡条件被用来确定物体是否处于平衡状态。
平衡状态意味着物体不会发生任何加速度的改变,即物体处于静止或匀速直线运动的状态。
在三维空间中,物体处于平衡状态时,满足以下两个条件:1. 力的合力为零:多个力作用于物体时,它们的合力必须为零。
如果合力不为零,物体将受到该合力的作用而发生加速度的改变。
2. 力的合力矩为零:除了合力为零外,物体还要满足合力矩为零的条件。
力的合力矩为零意味着物体不会发生旋转或转动。
力的平衡条件可以应用于多种情况,例如杆的平衡、浮力的平衡以及平衡力的计算等。
通过分析物体所受的各个力以及它们的作用点和方向,我们可以判断物体是否处于平衡状态,从而进一步研究物体的运动规律。
三、牛顿第二定律和力的平衡条件的应用牛顿第二定律和力的平衡条件在物理学中具有广泛的应用。
它们可以帮助我们理解各种运动情况,并解决与运动和平衡相关的问题。
例如,在工程学中,我们经常需要计算物体所受的合力和合力矩,以评估结构的稳定性。
牛顿第二定律的推导和应用牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一,它描述了质点运动的原因和规律。
本文将对牛顿第二定律的推导和应用进行详细介绍。
一、牛顿第二定律的推导牛顿第二定律可用以下公式表示:F = ma其中,F 表示作用在物体上的合外力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
牛顿第二定律说明了力的大小与物体加速度的关系,即在给定质量的物体上施加力会导致物体产生加速度。
为了推导出牛顿第二定律,我们可以引入以下概念:1. 动量:物体的动量等于它的质量乘以速度,即 p = mv。
动量是一个矢量量,方向与速度方向相同。
2. 动量的变化率:当物体受到外力时,它的动量会发生变化。
根据牛顿第二定律可以知道,物体的加速度与施加在其上的合外力成正比,而物体的动量正比于其加速度。
因此,我们可以得到动量的变化率Δp与施加在物体上的合外力 F 成正比的关系:Δp ∝ F。
3. 时间:动量的变化取决于作用力的时间长度。
因此,我们可以将动量的变化率Δp 与外力作用的时间 t 相联系:Δp = Ft。
结合以上三个概念,我们得到牛顿第二定律的基本形式:F = ma。
二、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是解决力学问题时最基础也最有用的工具之一。
下面将介绍一些牛顿第二定律的具体应用:1. 物体的加速度计算:通过牛顿第二定律,我们可以计算物体的加速度。
已知物体受到的合外力和物体的质量,可以通过 F = ma 计算出物体的加速度。
这对于研究物体在外力作用下的运动非常关键。
2. 速度和位移的关系:运用牛顿第二定律,我们可以推导出速度和位移之间的关系。
根据牛顿第二定律可知,F = ma,进一步化简可得 F = m(dv/dt),其中 v 表示速度,t 表示时间。
将等式两边乘以 dt,得到Fdt = mvdv。
再进行积分,可以得到位移和速度之间的关系。
3. 牛顿第二定律与摩擦力:牛顿第二定律还可以应用于摩擦力的计算。
考虑到物体在表面上受到的摩擦力,可以将摩擦力纳入合外力的计算,进而计算出物体的加速度。
牛顿第二定律详解实验:用控制变量法研究:a与F的关系,a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=ma揭示了:①力与a的因果关系,力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是米/秒2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系);只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合;Fx合=ax合;Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2.物理解题的一般步骤:(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
动力学演变牛顿第二定律的推导与应用牛顿第二定律是经典力学中最重要的定律之一,描述了物体在外力作用下的运动规律。
本文将对牛顿第二定律进行推导,并探讨其在实际问题中的应用。
一、牛顿第二定律的推导牛顿第二定律可以表述为:物体的加速度等于作用在它身上的力与物体质量的乘积。
即 F = m·a,其中 F 表示力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
我们将从牛顿第一定律和牛顿第二定律的定义入手进行推导。
根据牛顿第一定律,一个物体如果受到合力为零的作用,则物体将保持静止或匀速直线运动。
假设现在有一个质量为 m 的物体受到一个合力 F,根据牛顿第一定律,物体将产生加速度 a。
根据牛顿第二定律的定义,我们有 F = m·a。
通过对物体质量和加速度的定义以及力的定义进行代入,可以推导出牛顿第二定律的表达式。
二、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律广泛应用于许多实际问题中,下面将介绍其中两个常见的应用。
1. 自由落体运动自由落体是指只受重力作用下的运动,没有其他外力干扰。
在自由落体运动中,牛顿第二定律可以简化为 F = m·g,其中 m 表示物体的质量,g 表示重力加速度。
根据牛顿第二定律,我们可以推导出物体的下落距离和时间的关系。
设物体从初始位置下落至某一位置所经过的时间为 t,下落距离为 h。
由于自由落体运动中只有重力作用,根据牛顿第二定律,有 F = m·g,代入质量的定义,得到 F = mg。
根据牛顿第二定律的定义,有 F = m·a,代入自由落体的加速度 g,得到 mg = m·g。
通过对时间 t 的定义,有 h = (1/2)·g·t^2。
因此,我们可以得出自由落体运动下物体的下落距离和时间的关系为 h = (1/2)·g·t^2。
2. 斜面上的运动考虑一个物体沿着光滑斜面下滑的情况。
在斜面上,物体既受重力作用,也受到斜面的支持力作用。
牛顿第二定律的名词解释1.引言1.1 概述牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一,也被称为力学的基本定律。
它是由著名的物理学家兼数学家艾萨克·牛顿在17世纪晚期提出的,通过这一定律,我们能够了解力量与物体运动之间的关系。
牛顿第二定律可以简洁地表达为:物体的加速度与作用于其上的力成正比,与物体的质量成反比。
具体而言,牛顿第二定律可以用以下的数学公式表示:F = ma,其中F为作用在物体上的力,m为物体的质量,a 为物体的加速度。
简单来说,这个定律表明了一个物体所受的加速度与作用在它上面的外力成正比,质量越大,所受的加速度越小;质量越小,所受的加速度越大。
这个定律可以从直观上解释为:越大的力作用在一个物体上,物体的运动就会越快;而同样大小的力作用在一个质量较大的物体上,它的加速度就会变小。
牛顿第二定律的意义重大,它不仅使我们能够理解物体运动的规律,还为我们解释了许多实际生活中的现象。
例如,通过牛顿第二定律,我们可以解释为什么一个重物和一个轻物体受到相同大小的力时,重物体的加速度较小,而轻物体的加速度较大。
牛顿第二定律的应用也非常广泛。
它不仅适用于描述微观物体的运动,也可以用于解释宏观物体的运动。
在工程学、天体物理学、力学等领域中,牛顿第二定律被广泛应用于各种实际情况的分析和计算。
通过牛顿第二定律,我们可以预测物体受力时的运动轨迹和速度变化。
总而言之,牛顿第二定律是一个基本的物理定律,它揭示了力与物体运动之间的关系,可以帮助我们理解和解释许多物理现象。
在本文中,我们将对牛顿第二定律的定义和公式进行详细解释,并探讨其在实际生活和科学研究中的重要性和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构:在本文中,将按照以下结构介绍牛顿第二定律的名词解释。
首先,在引言部分对本文的概述进行说明,同时明确文章的结构和目的。
接着,在正文部分的第一小节,将详细阐述牛顿第二定律的定义和公式,以帮助读者更好地理解这个重要的物理定律。
物理牛顿第二定律知识点总结牛顿第二定律是经典力学中的重要定律之一,它描述了物体受力时的运动规律。
该定律的数学表达形式为F=ma,其中F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
下面将对牛顿第二定律的几个关键点进行总结。
1. 牛顿第二定律的基本原理牛顿第二定律是基于质点力学的基本原理之一,它指出物体所受的合力与物体的质量和加速度成正比。
当物体受到合力时,它将产生加速度,而加速度的大小与合力成正比,与物体的质量成反比。
2. 牛顿第二定律的数学表达牛顿第二定律的数学表达形式为F=ma,其中F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
这个公式表明,当物体所受的合力增大时,它的加速度也会增大;当物体的质量增大时,它的加速度会减小。
3. 牛顿第二定律的单位根据国际单位制,力的单位是牛顿(N),质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每平方秒(m/s²)。
因此,牛顿第二定律的单位可以表示为N=kg×m/s²。
4. 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在物理学中有广泛的应用。
例如,在机械运动中,可以利用牛顿第二定律来计算物体的加速度、速度和位移。
在工程学中,可以利用牛顿第二定律来设计和分析各种机械系统。
在天体力学中,可以利用牛顿第二定律来研究行星、卫星等天体的运动规律。
5. 牛顿第二定律的局限性牛顿第二定律在某些情况下可能不适用。
例如,在极小尺度的微观领域,量子力学的规律会取代经典力学的描述;在高速运动的情况下,相对论效应需要考虑。
此外,牛顿第二定律也无法解释某些特殊情况下的运动规律,如黑洞的行为等。
6. 牛顿第二定律的推广形式牛顿第二定律可以推广到多体系统中。
对于多个物体组成的系统,每个物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
通过对每个物体的运动方程进行联立,可以求解出整个系统的运动规律。
牛顿第二定律是经典力学中的重要定律,它描述了物体受力时的运动规律。
通过对物体所受的合力、质量和加速度之间的关系进行分析,可以应用牛顿第二定律解决各种物理问题。
物理牛顿定律物理牛顿定律是经典力学的基石,由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
这三大定律描述了物体运动的规律及力的作用方式。
本文将详细介绍牛顿定律的原理、应用和重要性。
一、牛顿第一定律——惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它说明了物体的运动状态,即物体会保持静止或匀速直线运动状态,除非受到外力的作用。
简而言之,物体会继续做原来的事情,直到有其他力改变它的状态。
例如,当你在驾驶汽车时,如果你突然急刹车或加速,你的身体会有一种向前或向后的惯性。
这是因为牛顿第一定律的影响,你的身体保持以前的速度和方向,而汽车的变化力改变了你的状态。
二、牛顿第二定律——力的作用定律牛顿第二定律是最为著名的定律,它给出了物体受力时的运动规律。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体受力后产生的加速度。
根据牛顿第二定律,我们可以得出以下结论:当作用在物体上的力增加时,物体的加速度也会增加;当质量增加时,加速度会减小。
三、牛顿第三定律——作用与反作用定律牛顿第三定律表明,任何两个物体之间的相互作用力都是相等且方向相反的。
这被称为作用与反作用定律。
例如,当你站在一个平面上并向后推墙壁时,你会感觉到墙壁向前推你。
作用与反作用定律对于理解物体之间的相互作用力非常重要。
它解释了许多日常生活中的现象,比如推车、开火箭等。
如果没有作用与反作用定律,我们很难解释这些现象。
牛顿定律的应用牛顿定律不仅在经典力学中有广泛应用,也在其他许多领域发挥着重要作用。
1. 工程学中的应用在建筑和结构工程中,牛顿定律可以帮助分析和计算物体的静力学和动力学。
通过应用牛顿定律,工程师可以设计出安全可靠的建筑和结构。
2. 车辆行驶的应用牛顿定律用于汽车和船只等交通工具的设计和运行。
通过分析汽车受力和运动状态,工程师可以改进汽车的稳定性、操控性和燃油效率。
3. 天体力学的应用牛顿定律对于研究行星运动、彗星轨道和卫星运行等天体力学问题非常重要。
动力学的规律解析牛顿第二定律和第三定律动力学的规律解析:牛顿第二定律和第三定律从古至今,牛顿力学一直是研究物体运动规律的基础。
其中,牛顿三大定律是力学研究中最基本的定律,其中第二定律和第三定律尤为重要。
本文将对牛顿第二定律和第三定律进行深入解析,带您探究动力学中的规律。
一、牛顿第二定律的概念及描述牛顿第二定律是描述物体运动与施加力之间关系的定律。
它可以用以下公式来表示:F = m.a其中,F表示物体所受的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
该定律表明,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。
牛顿第二定律的实际意义在于,当一个物体受到某种力时,它将按照与施加力成正比的加速度进行运动。
同时,在一定质量的物体下,合力越大,加速度也越大。
二、牛顿第二定律的应用与例子牛顿第二定律不仅在理论上有重要意义,也广泛应用于实际生活和科学研究中。
以下是一些例子来说明牛顿第二定律的应用:1. 汽车加速过程中,驱动力的增加将导致汽车的加速度增加。
相反,如果驱动力不变,汽车质量增加,其加速度将减小。
2. 赛车比赛中,赛车上的推力越大,赛车的加速度越高。
3. 投掷物体的运动也遵循牛顿第二定律。
比如,投掷一个质量较大的物体和一个质量较小的物体,当两者施加同样的力时,质量较小的物体的加速度将更大。
三、牛顿第三定律的概念及描述牛顿第三定律是关于作用与反作用的定律,也被称为作用力定律。
它可以用如下的表述:如果物体A对物体B施加一个力,那么物体B对物体A也将施加一个大小相等、方向相反的力。
这个定律的实质是指出,相互作用的两个物体之间存在着彼此作用的力,且这两个力的大小相等,方向相反。
四、牛顿第三定律的应用与例子牛顿第三定律的应用非常广泛,以下是一些例子来说明:1. 踢足球时,当球员踢球脚用力踢向球,他自己也会感到向后的一个力。
这是因为球员的脚向球施加一个力,球对脚也会施加一个力,这两个力一样大而方向相反。
牛顿第二定律的原理及应用牛顿第二定律是经典物理学中最基本的定律之一,它描述了力对物体的作用方式,形式化地表达了物体受力时运动的规律。
本文将探讨牛顿第二定律的原理及其在实际应用中的重要性。
1. 牛顿第二定律的原理牛顿第二定律可以简单地表述为:当一个物体受到作用力时,它的加速度正比于作用力,反比于物体的质量,方向与作用力方向相同。
换句话说,当一个物体受到作用力F时,其加速度a的大小与F成正比,与物体质量m成反比,即a=F/m。
这个定律描述了物体运动的规律,告诉我们:当物体受到的力增加时,它会加速运动;当物体的质量增加时,它会减缓运动。
在良好的近似情况下,牛顿第二定律适用于所有物体,并且在许多工程和科学领域中都是无可替代的。
例如,汽车碰撞测试中使用的模型就基于牛顿第二定律,因为它可以计算出车辆在不同速度下碰撞时的加速度和动量变化。
2. 应用:力的测量牛顿第二定律的另一个重要应用是测量力的大小。
由于牛顿第二定律建立了力与加速度之间的关系,因此如果可以测量一个物体的质量和加速度,就可以通过牛顿第二定律计算出作用力的大小。
例如,在电子磅秤中,我们可以通过测量物体的质量和磅秤显示的加速度来计算物体所受的重力。
在工业生产中,也常常需要测量机器所受的拉力或推力,这时采用的仪器就是力计,其原理也是基于牛顿第二定律。
3. 应用:运动学分析牛顿第二定律在运动学分析中也扮演着重要的角色。
例如,我们可以通过牛顿第二定律来计算发射的火箭所需要的动力和燃料,以保证它能够成功地到达目标。
另一个运动学分析中的实际应用是动力学分析,它包括了各种不同类型的力学系统,如机械系统、流体系统和电磁系统等,以及各种物理现象,如声音、火焰和电磁辐射等。
在动力学分析中,牛顿第二定律可以描述系统的动力学性质,并可以计算系统受到的各种力的大小和方向。
4. 应用:运动的优化牛顿第二定律的应用不仅限于理论分析,还可以用于优化运动过程。
例如,我们可以通过牛顿第二定律来计算体育运动员的力量和速度,以帮助他们在比赛中取得最佳成绩。
教材分析:牛顿第二定律它就是在实验基础上建立起来的重要规律,也就是动力学的核心内容。
而牛顿第二定律就是牛顿第一定律的延续,就是整个运动力学理论的核心规律,就是本章的重点与中心内容。
它在力学中占有很重要的地位,反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系,就是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律,就是经典牛顿力学的一大支柱。
而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用,如设计机器、研究天体运动,计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。
教科书将牛顿第二定律的探究实验与公式表达分成了两节内容,目的在于加强实验探究与突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
牛顿第二定律的首要价值就是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
本节内容就是在上节实验的基础上,通过分析说明,提出了牛顿第二定律的具体表述,得到了牛顿第二定律的数学表达式。
教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义,并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。
教学目标:教学重点牛顿第二定律的特点教学难点(1)牛顿第二定律的理解.(2)理解k=1时,F=ma教学过程【新课导入】师:利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.学生观瞧,讨论上节课的实验过程与实验结果.师:通过上一节课的实验,我们知道当物体的质量不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?生:当物体的质量不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比,师:当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?生:当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比. 学@科网师:当物体所受的力与物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?【新课教学】一、牛顿第二定律师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比.师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?生:a∝F/m师:如何把以上式子写成等式?生:需要引入比例常数ka=kF/m师:我们可以把上式再变形为F=kma.选取合适的单位,上式可以,简化。
高三物理33知识点总结1. 动力学a. 牛顿第一定律:物体在外力作用下保持静止或匀速直线运动,称为惯性定律。
b. 牛顿第二定律:物体的加速度正比于物体所受的合外力,与物体的质量成反比,可以表示为F=ma。
c. 牛顿第三定律:凡作用力必有相等的反作用力,且反作用力的方向与作用力的方向相反。
2. 动量和动量守恒a. 动量定义为物体的质量与速度的乘积,可以用p=mv表示。
b. 动量定理:物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量,可以表示为FΔt=Δp。
c. 碰撞:完全弹性碰撞下,动量和动能守恒;非完全弹性碰撞下,只有动量守恒。
d. 动量守恒定律:孤立系统中,物体间的合外力为零,物体的总动量保持不变。
3. 力和压强a. 力的定义为物体之间相互作用的结果,可以表示为F=ma。
b. 弹性力:弹性力是指物体处于弹性形变状态下,恢复原状时所产生的力。
c. 重力:地球对物体产生的吸引力,可以表示为F=mg。
d. 压强的定义为单位面积上的力的大小,可以表示为P=F/A。
4. 牛顿万有引力定律a. 任意两个质点之间的引力正比于它们的质量乘积,反比于它们之间的距离的平方,可以表示为F=G(m1m2/r^2)。
b. 万有引力常数G的值为6.67430 × 10^-11 N·(m/kg)^2。
5. 平抛运动和斜抛运动a. 平抛运动是指物体在水平方向具有匀速直线运动,竖直方向具有自由落体运动的过程。
b. 斜抛运动是指物体在投掷角度不为0°或90°下,同时具有水平与竖直方向运动的过程。
c. 物体在平抛和斜抛运动中,水平方向的速度不变,竖直方向的速度受重力影响而发生变化。
a. 电流是电荷在单位时间内通过横截面的流量,可以表示为I=Q/t。
b. 电阻是指物体对电流的阻碍程度,可以表示为R=V/I。
c. 电阻的单位为欧姆(Ω),电流的单位为安培(A),电压的单位为伏特(V)。
d. 道尔顿定律:在串联电路中,总电阻等于各个电阻之和;在并联电路中,总电导等于各个电导之和。
牛顿第二定律推导过程牛顿第二定律是研究运动物体的运动规律性质的基础,被誉为牛顿力学学说的基本定律,它首先由英国物理学家牛顿提出。
它指出,受外力作用,且没有摩擦或其他加速因素的情况下,运动的物体加速度的大小和方向和它受的外力的大小和方向成正比。
这里介绍一下牛顿第二定律的推导过程。
一、基本概念1、外力:外力是指外界作用在受力物体上产生的一种力,它对物体在空间上的运动有一定的影响。
2、加速度:加速度是指向量,它描述物体运动速度的变化,决定物体运动变化方向、速度方向和大小,加速度和物体受到的外力成正比。
3、牛顿第二定律:牛顿第二定律是英国物理学家牛顿提出的一个力学定律,它指出,一个物质受外力作用时,其受力,加速度的大小和方向和它受的外力的大小和方向成正比。
二、推导方法1、已知:牛顿第一定律:物体在惯性状态时不受到外力作用,或受到外力作用时,物体的速度不受外力的影响。
2、假设:物体在受外力作用时,其受力,加速度的大小和方向与它受的外力的大小和方向成正比。
3、推导:将外力分解为两个不同方向的力F1、F2,受力物体加速度可以设为a1、a2,可以推导出:F1=ma1,F2=ma2两端合并可以得到:F1+F2=m(a1+a2)由此可得:F1+F2=ma从而得出:物体在受外力作用时,其受力,加速度和它受的外力成正比,其中常数m称为物体的质量。
4、证明:推导出的定理可以用一个实验来证明:将具有相同质量的两个物体置于真空中,将外力F1、F2分别施加到这两个物体上,由观察可以发现:受到相同力的两个物体具有相同的加速度。
由此可以证明:物体在受外力作用时,其受力,加速度的大小和方向和它受的外力的大小和方向成正比,从而牛顿第二定律得以证实。
三、牛顿第二定律的用牛顿第二定律的推导表明,加速度的大小和方向和外力的大小和方向成正比。
这个定理在物理学中有着重要的应用,可以用来求解物体受力时的加速度及物体的运动规律,也可以用来求解复杂的运动系统,如对太阳系中行星的运动等。
物理知识点牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的一个重要概念,描述了物体在力的作用下产生加速度的关系。
它是牛顿三大定律之一,对于理解物体运动的规律以及力的性质有着重要的意义。
本文将围绕牛顿第二定律展开论述,从基本概念、公式推导到实际应用,全面解析该知识点。
一、牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律是指在给定质量的物体上,当外力作用于其上时,物体所产生的加速度与作用在其上的力成正比,与物体质量成反比。
这一定律可用以下数学表达式表示:F = ma其中,F表示力的大小,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
根据牛顿第二定律,力与加速度之间的关系可以简单地表达为:力等于质量乘以加速度。
二、牛顿第二定律的数学推导牛顿第二定律能够由牛顿第一定律和牛顿第三定律推导而来。
首先,根据牛顿第一定律,当物体处于平衡状态时,力的合力为零,即ΣF = 0。
而根据牛顿第三定律,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
考虑一个物体受到作用力F的情况,根据牛顿第三定律,该物体对施加力的物体也会有一个大小相等但方向相反的反作用力-F。
由于物体受到的作用力和反作用力相互抵消,因此物体所受合力为零,即ΣF = F - F = 0。
现在考虑一个物体受到外力F的作用,在这种情况下,物体不再处于平衡状态,合力不为零。
根据牛顿第一定律,物体将产生加速度。
假设该加速度为a,则根据牛顿第二定律,物体所受合力可以表示为:F = ma由此推导可知,牛顿第二定律能够从牛顿第一定律和牛顿第三定律中得出。
三、牛顿第二定律的实际应用牛顿第二定律在实际应用中具有广泛的意义。
通过运用该定律,我们可以研究物体的运动规律、计算物体的加速度,并预测物体受力时的响应情况。
1. 物体的运动规律研究牛顿第二定律可以帮助我们研究物体的运动规律。
通过分析作用于物体上的外力和物体的质量,我们可以计算得到物体的加速度,进而推算出物体在不同外力作用下的运动状态。
2. 力的性质研究牛顿第二定律还可以帮助我们研究力的性质。
牛顿第二定律是物理不受力时的运动规律在物理学中,牛顿三大定律被视为经典力学的基石,其中牛顿第二定律在描述物体运动时起着至关重要的作用。
牛顿第二定律通常表述为F = ma,即力等于物体的质量乘以加速度。
这个简单的方程可以深刻地揭示力和运动之间的关系。
牛顿第二定律的基本原理牛顿第二定律的基本原理是描述物体受力时的运动规律。
当物体处于不受力的状态时,根据牛顿第一定律,物体将保持静止或匀速直线运动。
而当物体受到外力作用时,根据牛顿第二定律,物体的加速度将与受到的力成正比,质量成反比。
这可以用数学方式表达为F = ma。
其中,F表示作用在物体上的力,单位是牛顿(N);m表示物体的质量,单位是千克(kg);a表示物体的加速度,单位是米每秒平方(m/s^2)。
牛顿第二定律表明,力的大小决定了物体加速度的大小,质量越大的物体受到相同大小的力,加速度就越小。
牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在实际生活中有着广泛的应用。
例如,当我们开车在道路上行驶时,驾驶员踩下油门,车辆就会受到油门产生的推力,根据牛顿第二定律,车辆的加速度将取决于受到的推力和车辆质量的比值。
这个加速度的大小决定了车辆的速度变化情况。
另一个常见的例子是物体的自由落体运动。
当我们将物体从高处释放时,物体将受到地球引力的作用,根据牛顿第二定律,物体的加速度将与受到的重力大小成正比,质量成反比。
因此,重物和轻物在同样高度下落时,重物的速度将更快。
牛顿第二定律的局限性尽管牛顿第二定律在许多情况下都具有很好的适用性,但也存在一些局限性。
首先,在极高速度或微观尺度下,牛顿力学可能无法准确描述物体的运动规律,需要借助相对论力学或量子力学进行修正。
其次,在涉及非惯性参考系时,牛顿第二定律也可能失效,需要考虑惯性力的影响。
总的来说,牛顿第二定律作为经典力学的一个重要基础,对于描述物体在受力情况下的运动规律具有重要的意义。
通过理解和应用牛顿第二定律,我们可以更好地理解物理世界中的运动现象,揭示力与运动之间的基本联系。
班级: 组别: 姓名: 组内评价: 教师评价:
牛顿第二定律(课时2)
【学习目标】
掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式理解公式中各物理量的意义及相互关系会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习重点】
对牛顿第二定律的理解
会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
【学习难点】
对牛顿第二定律的理解
【方法指导】
自主探究、交流讨论、自主归纳
【学习过程】
一.牛顿第二定律
牛顿第二定律的表述:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
公式: 2、牛顿第二定律反映了加速度与力的关系
A 、因果关系:公式F=ma 表明,只要物体所受合力不为零,物体就产生加速度,即力是产生加速度的 。
B 、矢量关系:加速度与合力的方向 。
C 、瞬时对应关系:表达式F=ma 是对运动过程的每一瞬间都成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
D 、独立对应关系:当物体受到几个力的作用时,各力将独立产生与其对应的加速度。
但物体实际表现出来的加速度是物体各力产生的加速度 的结果。
E 、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。
3、F (可以或不可以)突变,a 突变,v 突变。
4、牛顿第二只定律只适用于惯性参考系,惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系;牛顿第二定律只适用于宏观低速运动的物体。
5、t v a ∆∆=
是定义式、度量式;m
F a =是决定式。
两个加速度公式,一个是纯粹从运动学(现象)角度来研究运动;一个从本质内因进行研究。
二、典型例题
例2、一个物体,质量是2 kg ,受到互成 120°角的两个力F 1和F 2的作用。
这两个力的大小都是10N ,这两个力产生的加速度是多大?
做一做、如图所示,质量为4 kg 的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成30°角斜向上的拉力F 作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(g 取10 m/s 2)
【达标检测】
1、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间( ) A.物体立即获得加速度, B.物体立即获得速度,
C.物体同时获得速度和加速度,
D.由与物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零。
2.一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动,某时刻起,牵引力逐渐减小直到为零,在此过程中小车仍沿原来运动方向运动,则此过程中,小车的加速度 A .保持不变 B .逐渐减小,方向与运动方向相同 C .逐渐增大,方向与运动方向相同 D .逐渐增大,方向与运动方向相反
3.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,可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时,却推不动它,这是因为( ) A .牛顿第二定律不适用于静止的物体
B .桌子的加速度很小,速度增量极小,眼睛不易觉察到
C .推力小于静摩擦力,加速度是负的
D .桌子所受的合力为零
4、一物体质量为1kg 的物体静置在光滑水平面上,0时刻开始,用一水平向右的大小为2N 的力F1拉物体,则物体产生的加速度是多大?若在3秒末给物体加上一个大小也是2N 水平向左的拉力F2,则物体的加速度是多少?
5、地面上放一木箱,质量为40kg ,用100N 的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰
好使木箱匀速前进。
若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取
g=10m/s 2
,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。