5复习第五讲 牛顿第二定律
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牛顿第二定律知识点一、牛顿第二定律内容1. 表述- 物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。
- 用公式表示为F = ma,其中F是合外力(单位为N),m是物体的质量(单位为kg),a是加速度(单位为m/s^2)。
二、对牛顿第二定律的理解1. 因果性- 力是产生加速度的原因,加速度是力作用在物体上的结果。
只要物体所受合外力不为零,物体就具有加速度。
2. 矢量性- 加速度a与合外力F都是矢量,加速度的方向由合外力的方向决定。
公式F = ma是矢量式,在应用时,要选定正方向,将矢量运算转化为代数运算。
3. 瞬时性- 加速度与合外力是瞬时对应关系。
当物体所受合外力发生变化时,加速度随即发生变化;合外力为零时,加速度也为零。
例如,弹簧弹力随形变量变化而变化,弹力变化时,物体的加速度也随之瞬间改变。
4. 同体性- F = ma中F、m、a是对同一物体而言的。
在分析问题时,要明确研究对象,不能张冠李戴。
5. 独立性- 当物体受到多个力作用时,每个力都独立地产生一个加速度,就像其他力不存在一样。
物体的实际加速度等于各个力单独作用时产生加速度的矢量和。
例如,一个物体在水平方向受拉力F_1和摩擦力F_2,那么在水平方向根据牛顿第二定律F = ma,有F_1 - F_2=ma,这里拉力F_1独立产生加速度a_1=(F_1)/(m),摩擦力F_2独立产生加速度a_2 =-(F_2)/(m)(负号表示方向与拉力产生加速度方向相反),物体实际加速度a = a_1 + a_2=(F_1 - F_2)/(m)。
三、牛顿第二定律的应用1. 已知受力情况求运动情况- 步骤:- 确定研究对象。
- 对研究对象进行受力分析,求出合外力F。
- 根据牛顿第二定律F = ma求出加速度a。
- 再根据运动学公式(如v = v_0+at、x=v_0t+(1)/(2)at^2等)求解物体的运动情况(速度、位移、时间等)。
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。
一、课堂导入质量m一定,加速度a与力F的关系力F一定,加速度a与质量m的关系二、新课传授一、牛顿第二定律1、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3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.例1:如图所示,质量为4kg的物体与水平地面的动摩擦因数为μ=0.20。
现对它施加一向右与水平方向成37°、大小为20N的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运动的加速度大小。
例2.从牛顿第二定律公式m=F/a可得,对某一物体来说,它的质量(D)A.与外力成正比B.与合外力成正比C.与加速度成反比D.与合外力以及加速度都无关例3.当作用在物体上的合外力不等于零时(D)A.物体的速度将一定越来越大B.物体的速度将一定越来越小来源:网络转载C.物体的速度将有可能不变D.物体的速度将一定改变三、巩固训练1、静止在光滑的水平面上的物体,受到一个水平拉力,则在力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是(B)A.物体立即获得加速度和速度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零2、下列说法中正确的是(D )A物体所受合力为零,物体的速度必为零.B物体所受合力越大,物体的加速度越大,速度也越大.(3)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的适用范围:宏观、低速。
来源:网络转载。
牛顿第二定律知识点归纳一、牛顿第二定律的表达式1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式F=kma,其中力F指的是物体所受的合力.二、力的单位1.力的国际单位:牛顿,简称牛,符号为N.2.“牛顿”的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫作1N,即1N=1_kg·m/s2.3.在质量的单位取kg,加速度的单位取m/s2,力的单位取N时,F=kma中的k=1,此时牛顿第二定律可表示为F=ma.大重点:对牛顿第二定律的理解(1)a=Fm是加速度的决定式,该式揭示了加速度的大小取决于物体所受的合力大小及物体的质量,加速度的方向取决于物体所受的合力的方向.(2)a=ΔvΔt是加速度的定义式,但加速度的大小与速度变化量及所用的时间无关.(3)公式F=ma,单位要统一:表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位.(4)公式F=ma中,若F是合力,加速度a为物体的实际加速度;若F是某一个分力,加速度a为该力产生的分加速度.二、牛顿第二定律的四个性质(1)因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受的合力不为0,物体就具有加速度.(2)矢量性:F=ma是一个矢量式.物体的加速度方向由它受的合力方向决定,且总与合力的方向相同.(3)瞬时性:加速度与合力是瞬时对应关系,同时产生,同时变化,同时消失.(4)独立性:作用在物体上的每一个力都产生加速度,物体的实际加速度是这些加速度的矢量和.三、合力、加速度、速度的关系1.力与加速度为因果关系:力是因,加速度是果.只要物体所受的合力不为零,就会产生加速度.加速度与合力方向是相同的,大小与合力成正比(物体质量一定时).2.力与速度无因果关系:合力方向与速度方向可以相同,可以相反,还可以有夹角.合力方向与速度方向相同时,物体做加速运动,相反时物体做减速运动.四、牛顿第二定律的简单应用1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.(3)求出合力或加速度.(4)根据牛顿第二定律列方程求解.2.应用牛顿第二定律解题的方法(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用,应用平行四边形定则求这两个力的合力,物体所受合力的方向即加速度的方向.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体所受的合力.①建立直角坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程Fx=ma,Fy=0(或Fx=0,Fy=ma).②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a.=max=may 列方程求解.。
牛顿第二定律实验知识点总结牛顿第二定律是经典力学中的重要定律,也被称为力学定律或运动定律。
它描述了物体受力后的加速度与施加在物体上的力的关系。
牛顿第二定律的实验可以通过对物体施加不同大小的力,然后测量物体的加速度来验证。
在进行牛顿第二定律实验时,首先需要选择一个物体作为研究对象。
这个物体可以是一个小球、一个木块或者一个滑轮等等。
然后,我们需要准备一些实验器材,如弹簧测力计、滑轮组、各种不同质量的物体等。
在具体的实验中,我们首先需要测量物体的质量。
然后,我们可以利用弹簧测力计来测量物体所受的力。
通过改变施加在物体上的力的大小,我们可以记录下物体所受的力和相应的加速度。
在记录数据时,我们需要注意保持其他因素不变,例如摩擦力或空气阻力等。
通过实验数据的分析,我们可以发现物体的加速度与施加在物体上的力呈正比。
换句话说,当施加在物体上的力增大时,物体的加速度也会增大,反之亦然。
这就是牛顿第二定律的基本内容。
牛顿第二定律实验的结果验证了牛顿第二定律的正确性,并且为我们提供了一种衡量物体加速度的方法。
实验中的数据分析和结果可以用来解释和预测物体的运动状态,对于物理学的研究和应用具有重要意义。
牛顿第二定律的实验不仅帮助我们理解物体的运动规律,还可以应用于工程设计和技术开发中。
例如,在设计汽车的制动系统时,我们可以根据牛顿第二定律来确定制动力的大小,以确保车辆能够减速或停下来。
此外,牛顿第二定律还可以用于计算机模拟和飞行器设计等领域。
牛顿第二定律实验是学习和理解牛顿力学中重要定律的一种有效方法。
通过实验,我们可以验证牛顿第二定律的正确性,并利用实验结果来解释和预测物体的运动行为。
牛顿第二定律的实验不仅有助于我们理解自然界中的力学现象,还可以应用于工程和技术领域,为科学研究和实际应用提供有力支持。
高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用高一物理必考知识点牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律,也是高一物理学习的必考知识点之一。
本文将从牛顿第二定律的基本原理出发,介绍一些常见的应用场景及计算方法,并探讨其重要性。
一、牛顿第二定律的基本原理牛顿第二定律的表达式为F=ma,其中F 表示物体所受合力的大小,a 表示物体的加速度,m 表示物体的质量。
这个定律说明了力与物体的质量和加速度之间的关系。
当物体所受合力增大时,其加速度也会增大;当物体的质量增大时,其加速度会减小。
二、常见的牛顿第二定律应用场景及计算方法1. 平面运动中物体的加速度计算在平面运动中,当物体所受合力已知时,可以利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
首先确定物体所受的合力,然后根据 F=ma 计算加速度。
2. 弹簧弹性伸缩力的计算弹簧的弹性伸缩力可以利用牛顿第二定律进行计算。
当物体受到垂直于弹簧伸缩方向的外力时,可以根据 F=ma 计算出物体所受的合力。
然后利用胡克定律 F=-kx(其中 k 表示弹簧的弹性系数,x 表示弹簧的伸缩量)计算出弹簧的弹性伸缩力。
3. 坡道上物体的加速度计算当物体置于斜坡上时,可以利用牛顿第二定律计算物体在坡道上的加速度。
首先确定物体所受的合力,然后根据 F=ma 计算加速度。
需要注意的是,斜坡上的合力包括物体自身重力以及由坡度引起的垂直于坡面的力。
4. 电梯内物体的加速度计算电梯内的物体受到的合力包括物体的重力以及电梯提供的力。
通过设置参考系,可以将问题简化为一个自由下落或上升的问题。
根据物体所受的合力确定加速度,然后利用牛顿第二定律计算出加速度的大小。
三、牛顿第二定律的重要性牛顿第二定律在解决物体运动问题中起着重要的作用。
通过运用牛顿第二定律,我们可以准确地计算物体的加速度,并进一步了解物体受力、受力方向以及运动状态的变化。
同时,牛顿第二定律也为其他物理定律的推导提供了基础。
牛顿第二定律应用广泛,不仅在经典力学中有重要地位,还在其他学科中也有广泛应用。
牛顿第二定律专题复习指导高中物理最主要的两大块知识就是受力和运动,而牛顿第二定律是将两者联系起来的重要桥梁,非常简单的F=ma,将受力与加速度联系在一起,从而使得在科学与工程应用中,可以根据受力来预测运动,也可以根据运动来监测受力。
正是从其应用场景出发,高考对牛二定律的考察也集中在这两个角度,已知运动求受力和已知受力求运动。
其实因为考卷题目数量有限而知识点众多,所以对运动和受力的考察往往结合在一起,这就尤其显的牛二定律的核心作用。
一、核心思路解题思路①受力分析②运动分析③找相等关系列方程组牛二定律的题目常常综合了受力分析和运动分析问题,需要先分别完成前边的章节的受力分析和运动分析。
常见形式为已知运动求受力,或已知受力求运动。
基础公式F=ma牛顿第二定律是是高中物理最核心的公式,没有之一。
二、思路总结1、高中物理最主要的两大块知识就是受力和运动,而牛顿第二定律是将两者联系起来的重要桥梁,非常简单的F=ma,将受力与加速度联系在一起,从而使得在科学与工程应用中,可以根据受力来预测运动,也可以根据运动来监测受力。
正是从其应用场景出发,高考对牛二定律的考察也集中在这两个角度,已知运动求受力和已知受力求运动。
其实因为考卷题目数量有限而知识点众多,所以对运动和受力的考察往往结合在一起,这就尤其显的牛二定律的核心作用。
2、已知运动求受力如本文基础例题中,我们只知道物块沿斜面2s内下滑了4m,就可以求出其摩擦力,进而得知斜面的摩擦系数。
经典的纸带打点计时试验,也是通过运动观察求得重力加速度,就可以得出重力与质量的关系。
这种通过运动来间接测量受力的例子比比皆是,而展现在题目中时,问题是求受力,却给了一堆的运动条件,立即就会明白,求出加速度就可以了。
3、已知受力求运动电磁场问题中,给定的条件经常是已知电荷量、电场强度、磁场强度,受力就确定了,问题的关键往往是,带电粒子,做什么运动,到某个点时运动多久,或者从哪个位置飞出等等,看似复杂,实际也就是根据已知的受力,求出做什么运动就可以,无非还是匀速、匀变速、平抛、圆周4种运动形式,题目难度集中在运动轨迹的几何运算。
牛顿第二定律牛顿第二定律是力学中最基础的定律之一,它描述了物体的运动与受到的力的关系。
本文将深入探讨牛顿第二定律的原理及其应用。
一、牛顿第二定律的原理牛顿第二定律可以用下面的数学公式来表示:F = m × a其中,F代表物体所受的力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这个公式表明,物体所受的力与其质量和加速度成正比。
换句话说,当物体的质量增加时,所需的力也随之增加;当物体的加速度增加时,所需的力也随之增加。
二、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用广泛,下面将分别介绍在不同情境下如何应用牛顿第二定律。
1. 自由落体运动当物体在重力作用下自由下落时,可以利用牛顿第二定律来计算物体的加速度。
在地球上,物体的加速度近似等于重力加速度,即9.8米/秒²。
根据牛顿第二定律,可以得到以下公式:F = m × g其中,F代表物体所受的重力,m代表物体的质量,g代表重力加速度。
通过这个公式,我们可以求解出物体的质量或加速度。
2. 斜面上的运动当物体在斜面上运动时,可以将斜面的倾角和重力分解为垂直方向和平行方向的分量,然后将平行方向的分量作为物体受到的力。
根据牛顿第二定律,可以得到以下公式:F = m × a_parallel其中,F代表物体所受的力,m代表物体的质量,a_parallel代表物体在斜面上的加速度。
通过这个公式,我们可以求解出物体的质量或斜面上的加速度。
3. 弹性碰撞牛顿第二定律也可以应用于弹性碰撞的情境中。
在弹性碰撞中,物体之间会产生相互作用力,根据牛顿第二定律的原理,可以计算出物体的加速度。
此外,我们还可以利用动量守恒定律在弹性碰撞中求解物体的速度变化。
三、结论牛顿第二定律是力学中一项重要的定律,它描述了物体的运动与受到的力的关系。
通过牛顿第二定律,我们可以计算自由落体运动、斜面上的运动以及弹性碰撞等情境下物体的加速度和速度变化。
深入理解和应用牛顿第二定律对于解决物理学和工程学中的问题具有重要意义。
牛顿第二定律知识点牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律,它描述了物体受力作用下的加速度与力的关系。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F代表力,m代表物体的质量,a代表加速度。
本文将介绍牛顿第二定律的基本概念、数学表达式及其应用等知识点。
1. 牛顿第二定律的基本概念牛顿第二定律是指,当一个物体受到外力作用时,它的加速度与所受力成正比。
即物体受到的力越大,加速度也越大;质量越大,加速度越小。
而且,如果施加力的方向与物体的运动方向一致,则物体的速度将增加,如果施加力的方向与物体的运动方向相反,则物体的速度将减小。
2. 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律可以用一个简洁的数学表达式来表示,即F=ma。
这个表达式说明了力与加速度之间的关系,其中F代表力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
根据这个式子可以推导出,同样的力作用在质量小的物体上,会导致更大的加速度;而同样的力作用在质量大的物体上,会导致更小的加速度。
3. 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,并且可以解释和预测物体的运动情况。
下面列举几个应用实例:3.1 加速度的计算通过牛顿第二定律,我们可以计算物体所受的力和加速度之间的关系。
如果已知物体的质量和受力的大小,就可以根据F=ma计算出物体的加速度。
这个公式在力学中经常被使用,用来研究物体在不同力的作用下的运动情况。
3.2 弹簧振子的运动利用牛顿第二定律,我们可以研究弹簧振子的运动情况。
当一个弹簧振子受到外力作用时,可以通过牛顿第二定律推导出它的加速度,并进一步得到振子的运动方程。
这个应用实例在力学和振动学中具有重要的意义,用来描述弹簧振子的运动规律。
3.3 车辆的运动牛顿第二定律也可以应用在车辆的运动中,特别是在车辆行驶中受到阻力的情况下。
根据牛顿第二定律,我们可以计算车辆所受到的阻力、加速度和力之间的关系。
这个应用实例在交通工程中被广泛应用,用来分析车辆行驶过程中的加速度、速度和能耗等变化情况。
第五章二、牛顿第二定律物体运动状态的改变从牛顿第一定律知道,物体不受外力作用时,它的运动状态不变,即物体运动的速度的大小和方向都保持不变。
那么,力是怎样使物体运动状态发生改变的呢?列车出站时,由静止开始运动,并且速度不断增大,这是由于受到机车牵引力的作用。
列车进站时,速度不断减小,最后停下来,这是由于受到制动阻力的作用。
射出的炮弹,运动速度的方向不断发生变化,炮弹做曲线运动,这是由于炮弹受到重力的作用。
总之,物体运动的速度的大小或方向发生变化时,都是由于受到了力的作用。
力是使物体运动状态发生改变的原因,而物体运动状态发生改变时,物体就有了加速度。
所以说,力是使物体产生加速度的原因。
问题探讨S:力使物体的运动状态发生改变,是不是力的作用使物体失去了惯性?T:不!应当想一想,为什么要在外力的迫使下,物体的速度才会改变?为什么物体做变速运动时,一刻也离不开外力的作用,外力一旦停止对它的作用,物体便又立即做匀速直线运动呢?这不正是由于物体总是顽固地要保持自己的运动状态不变吗?所以无论在哪一种情况下,物体都不会失去它的固有属性——惯性。
加速度和力的关系一辆静止的汽车,发动后,可在十几秒钟的时间里达到20米/秒的速度,而一辆赛车则要求在起动后几秒钟内,速度就增大到60米/秒或者更大,对这两种不同的汽车应该分别装备什么样的发动机?发动机应该分别提供给它们多大的牵引力呢?长征系列运载火箭发射时,推力高达106牛,它将使火箭产生多大的加速度呢?既然力是使物体产生加速度的原因,那么,对相同质量的物体来说,加速度和力之间是否存在着一定的数量关系呢?现在让我们通过实验来进行研究。
取两辆相同质量的小车分别放在上、下两块带有定滑轮的光滑水平板上,小车的前端各系上细绳,细绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中分别放上不同数值的砝码,使两辆小车在不同的拉力作用下做匀加速运动。
在两辆小车的后端也分别系上细绳,用一个夹子夹住这两根细绳以同时控制两辆小车,使它们同时开始运动和同时停止运动(图5-4)。
牛顿第二定律及其知识点牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律,描述了物体的运动与受力之间的关系。
它是牛顿三大运动定律之一,被广泛地应用于物理学和工程学中。
本文将以“step by step thinking”的方式,逐步介绍牛顿第二定律的概念和知识点。
1.牛顿第二定律的表述牛顿第二定律可以用数学公式来表示:F = ma,其中F表示物体所受的合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
这个公式表明了物体的加速度与作用在它上面的力成正比,与物体的质量成反比。
换句话说,施加在物体上的力越大,物体的加速度就越大;物体的质量越大,物体的加速度就越小。
2.牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在物理学和工程学中有着广泛的应用。
它可以用来计算物体的运动轨迹、力的大小和方向等问题。
例如,当我们知道物体的质量和加速度时,可以利用牛顿第二定律计算作用在物体上的合外力大小;当我们知道物体的质量和施加在物体上的力时,可以利用牛顿第二定律计算物体的加速度。
3.牛顿第二定律和惯性系牛顿第二定律的应用范围是惯性系中的物体。
惯性系是指没有受到任何力作用的参考系。
在惯性系中,牛顿第二定律成立;而在非惯性系中,物体可能受到惯性力或其他非惯性力的作用,牛顿第二定律不再成立。
4.牛顿第二定律和质量质量是物体所固有的一个属性,是描述物体惯性的量度。
牛顿第二定律告诉我们,物体的加速度与物体的质量成反比。
具有较大质量的物体,由于其惯性较大,所受到的力相同情况下加速度较小;而具有较小质量的物体,由于其惯性较小,所受到的力相同情况下加速度较大。
5.牛顿第二定律的局限性牛顿第二定律在某些极端条件下可能不适用。
例如,当物体接近光速时,由于相对论效应的影响,牛顿第二定律需要进行修正。
此外,在微观尺度下,量子力学的规律也可能取代牛顿第二定律。
总结:牛顿第二定律是经典力学中的一个基本定律,描述了物体的运动与受力之间的关系。
它的应用范围广泛,并在物理学和工程学中发挥着重要作用。
牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的一个基本定律,它在物理学中具有极其重要的地位。
这个定律不仅为我们理解物体的运动和受力关系提供了关键的理论基础,也在工程、科技等众多领域有着广泛而深刻的应用。
牛顿第二定律的表达式为:物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。
用公式表示就是 F = ma,其中 F 表示合外力,m 表示物体的质量,a表示加速度。
为了更好地理解这个定律,让我们先从加速度的概念说起。
加速度简单来说就是描述物体速度变化快慢的物理量。
如果一个物体的速度在短时间内发生了较大的变化,我们就说它具有较大的加速度;反之,如果速度变化缓慢,加速度就较小。
那么,合外力又是什么呢?当一个物体受到多个力的作用时,这些力的矢量和就是合外力。
比如说,一个在水平地面上被推动的箱子,可能同时受到推力、摩擦力和重力等多个力的作用。
但我们关心的是这些力综合起来对箱子运动产生的影响,这就是合外力的作用。
质量,在牛顿第二定律中是一个非常关键的因素。
质量越大的物体,要使其获得相同的加速度,所需的合外力就越大。
这就好比推动一辆小汽车和推动一辆大卡车,要让大卡车获得和小汽车相同的加速效果,显然需要施加更大的力。
接下来,让我们通过一些具体的例子来感受一下牛顿第二定律的应用。
假设我们有一个质量为 2 千克的物体,受到一个大小为 10 牛的水平拉力。
根据牛顿第二定律,先计算加速度 a = F/m = 10 / 2 = 5 米每秒平方。
这意味着物体在这个拉力的作用下,每秒钟速度会增加 5米每秒。
再比如,一个跳伞运动员从飞机上跳下。
在刚跳下的瞬间,他受到重力的作用,重力就是合外力。
假设运动员的质量为 70 千克,重力加速度约为98 米每秒平方,那么他下落的加速度就约为98 米每秒平方。
随着下落速度的增加,空气阻力逐渐增大。
当空气阻力与重力相等时,合外力为零,加速度也变为零,运动员就会以匀速下落。
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。
牛顿第二定律即牛顿第二运动定律物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”,即动量对时间的一阶导数等于外力之和。
牛顿第二定律说明了在宏观低速下,比例式表达:a∝F/m,F∝ma;用数学表达式可以写成F=kma,其中的k为比例系数,是一个常数。
但由于当时没有规定多大的力作为力的单位,比例系数k的选取就有一定的任意性,如果取k=1,就有F=ma,这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式。
1英文名称Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration2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,且与物体质量的倒数成正比。
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/s²加速度的力,叫做1N。
即1N=1kgm/s²。
3公式F合=ma注:单位为N(牛)或者kgm/s²(千克米每二次方秒)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: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,而依然适用。
由实验可得在加速度一定的情况下,在质量一定的情况下。
(只有当F以N,m以kg,a以为单位时,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:其中k是比例系数。
[1](详见高中物理人教版教材必修一p74页)简介1、牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
徐州龙文教育个性化辅导教案
教师刘云学生年级
授课时
间
授课课题物理授课类型复习教学目
标
1. 牛顿第二定律
教学重
点与难
点
1.牛顿第二定律
参考资
料
教学资料,相关试题
教学过程
授课内
容分析、推导(突出教学内容要点,采用的教学方法等,要求简明扼要,若有与教材中相同的一、知识梳理
牛顿第二定律(B)
(1)由控制变量法可知物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,写成数学表达式为,写成等式的条件是。
(2)牛顿第二定律的内容。
(3)牛顿第二定律的理解:
①定律具有同一性:
②矢量性:
③瞬时性:
④独立性:
⑤定律中各物理量的意义及关系:
合
F是物体(研究对象)所受的合外力,m是研究对象的质量,a为研究对象在
合力
合
F作用下产生的加速度;a与
合
F的方向一致。
⑥定律的物理意义:
从定律可看到:一物体所受合外力恒定时,加速度也恒定不变,物体做匀变速直线运动;合外力随时间改变时,加速度也随时间改变;合外力为零时,加速度也为零,物体就处于静
文字、
表格、
例题等
不要在
教案上
照抄,
可注明
教材页
码。
) 止或匀速直线运动状态,体现了加速度和力的统一。
⑦牛顿第二定律是力和运动的桥梁,通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具。
⑧定律的适应范围: (4)牛顿第二定律的应用: 一般会出现两类题型:1、已知受力求运动 2、已知运动求受力 1、解题思路 速度 第一类:已知力 a=F 合/m 求运动 时间 位移 合力 第二类:已知运动 F 合=ma 求力 分力
2、解题步骤
1.选择研究对象.
2.对研究对象进行正确受力分析,画出受力图,找出合外力.
3.分析研究对象的运动情况,找出加速度.
4.建立坐标列方程,其中一个坐标的正方向常选为加速度的方向.
5.统一单位,解方程,得出结果.
二、例题解析:
1、牛顿第二定律是在________的基础上总结出来的规律,采用_____________,是研究多因素问题的一种基本方法.牛顿第二定律研究了_________、___________和_________三个量的关系,即物体的加速度跟合外力成____________,跟物体的质量成_________。
2、关于牛顿第二定律的下列说法中,正确的是( )
A .物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合力大小决定,与物体的速度无关
B .物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定,与速度方向无关
C .物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的
D .一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其运动也就逐渐停止了
3、从牛顿第二定律可知,无论怎么小的力都可以使物体产生加速度,但是用较小的力去推地面上很重的物体时,物体仍静止,这是因为( )
A .推力比静摩擦力小
B .物体有加速度,但太小,不易被察觉
C .物体所受推力比物体的重力小
D .物体所受的合外力仍为零
4、物体m=2kg,受水平力F=4.4N,受f 滑=2.2N,求物体4s 末的速度和4s 内发生的位移.
5、列车m=1000t,由静止出发做匀变速运动,列车经过100s通过1000m的位移,求列车的牵引力。
已知运动阻力是车重的0.005倍。
(g=10m/s2)
6、一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角是300,滑雪板与雪地的动摩擦因数0.04,求5s内滑下的路程。
(山坡足够长)
7、一物体在空中从静止开始下落, 在5s内下落75m,物体受到的阻力恒为4N,求物体的质量是多少?(g=10m/s2)
8、质量为1Kg的物体始终受到大小方向均恒定的水平力F=3N的作用,先在光滑的水平面上由静止开始运动,经过3s进入动摩擦因数为0.6的粗糙水平面上,求该物体由静止开始运动10s内通过的位移多少?
9、水平地面上放一物体,用4N的水平力可使物体获得1.5m/s2的水平加速度;用5N的水平力可使该物体获得2m/s2水平加速度.
求:(1)用6N的水平拉力可以使该物体获得多大的水平加速度?
(2)此物与地面的动摩擦因数为多大?(取g=10m/s2)
10、据报到,一辆汽车的高速强行超车时,与迎面驶来的另一辆相同
汽车碰撞,碰撞后两车连成一体,两车车身均缩短了约0.5m ,据测算
两车车速均为108km/h,试求碰撞过程中车内质量为60kg 的人受到的
平均作用力。
11、如图所示,木块A 、B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三
者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3。
设所有接触面都光滑,
当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时。
A 和B 的速度分别是
a A = ,a B = 。
12、如图所示,质量为m 的小球,用细绳OA 、OB 悬挂起来,OA 与竖直方向成θ角,OB 水平,则剪断OB 的瞬间,小球的加速度为 ,若将细绳换成轻弹簧,则剪断OB 的瞬间,小球的加速度为 。
13、一人在地面上最多能提起质量为m 的重物,在沿竖直方向做匀变速直线运动的电梯中,当电梯以大小为g / 5,方向向上的加速度运动时,他最多能提起质量为为多大的重物?
14、一人在地面上最多能提起质量为m 的重物,在沿竖直方向做匀变速直线运动的电梯中,他最多能提起质量为1.2m 的重物,求电梯的加速度.
15、如图所示,电梯与地面的夹角为30 ,质量为m 的人站在电梯上。
当电梯斜向上作匀加速运动时,人对电梯的压力是他体重的1.2倍,那么,电梯的加速度a 的大小和人与电梯表面间的静摩擦力f 大小分别是 ( )
A .a =g /2
B .a =2g /5
C .f =2mg /5
D .f =3mg /5
3
16、如图所示,小车上有竖直杆,总质量为M ,杆上套有一块
质量为m 木块,木块和杆间的动摩擦因数为 ,小车静止时木块可沿杆自由滑下,必须对小车施加 的水平力让小
车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑。
17、如图所示,质量为m 的物体与车厢的竖直面的动摩擦因数为μ,要使物体不下滑,车厢的加速度至少多大?方向如何?
18如图所示,小车的右壁用轻细线悬挂一个质量m=4kg 的小球,细线与右壁成θ=37°角,当小车以 a 1=5m/s 2的加速度向右加速运动时,小球对细线的拉力和对右壁的压力分别为多大?当小车以 a 2=10m/s 2的加速度向右加速运动时,两力又分别为
多大?(g=10m/s 2)
19、物体A 、B 质量分别为10千克和5千克。
它们由轻绳连接静止在水平面上如图。
当B 受到水平拉力F 以后,该系统开始作匀加速直线运动,加速度大小为4米/秒2。
求:如果地面是光滑的,则拉力F 是多大?绳对A 的拉力是多大?
20、题目接上题,如果地面是不光滑的,在第5秒末连接A 、B 的绳断开,又经过20秒,A 物体停止了运动,已知B 与水平面的摩擦系数为0.2。
求:(1)A 物体与水平面的摩擦系数。
(2)绳即将断开时的张力。
(3)水平外力F 。
(4)绳断开后B 的加速度。
m M m
θ
作业/思
考题
学生对于本次课的评价:
○特别满意○满意○一般○差
学生签字:
教师评定:
1、学生上次作业评价:○好○较好○一般○差
2、学生本次上课情况评价:○好○较好○一般○差
教师签字:主任签字: 徐州龙文教育。