牛顿第二定律知识点梳理
- 格式:docx
- 大小:2.71 MB
- 文档页数:3
高中物理必修一:牛顿第二定律知识点、公式总结
F合= ma (是矢量式)或者∑F x = m a x∑F y = m a y
理解:(1)矢量性(2)瞬时性(3)独立性(4)同体性(5)同系性(6)同单位制
●力和运动的关系
①物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态;
②物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动.
③若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,
也可以是曲线.
④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动.
⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动;
⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动.
⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动.此时,外力
仅改变速度的方向,不改变速度的大小.
⑧物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动.
表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.
综上所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系.力与运动的关系是基础,在此基础上,还要从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律.。
初中物理:“牛顿第二定律”一、知识点概述牛顿第二定律是初中物理中非常重要的一个概念,它是经典力学中的基础定律之一,描述的是物体在受到外力作用下的运动状态变化。
牛顿第二定律的公式为F=ma,其中F 表示合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
二、重点概念解释1. 合外力:合外力是指作用在物体上的所有外力的合力,即物体在外力作用下产生的总效果。
2. 物体的质量:物体的质量是指物体所固有的物质量大小,它是一个守恒量,与物体所在的环境、状态等无关。
3. 物体的加速度:物体的加速度是指物体在单位时间内速度变化的大小,加速度越大,物体的运动状态变化越快。
三、典型例题分析例题1:一个质量为2kg的物体在水平面上受到20N的水平向右推力和10N的水平向左摩擦力,求物体的加速度。
解答:根据牛顿第二定律F=ma,求合外力F=20N-10N=10N,代入公式得a=F/m=10N/2kg=5m/s²,所以物体的加速度为5m/s²。
例题2:一个质量为4kg的物体受到一个水平向右的力F=30N,另外有一个水平向左的阻力Ff=10N,求物体的加速度。
解答:根据牛顿第二定律F=ma,求合外力F=30N-10N=20N,代入公式得a=F/m=20N/4kg=5m/s²,所以物体的加速度为5m/s²。
四、结论牛顿第二定律是初中物理中非常重要的一个概念,其能够描述物体在外力作用下产生的变化,特别是物体的运动状态变化。
在学习牛顿第二定律的过程中,需要掌握合外力、物体的质量、物体的加速度等基本概念,以及运用公式F=ma计算物体的加速度等物理量。
通过学习牛顿第二定律,可以更好地理解物体的运动状态与物理规律之间的关系,为后续物理学习打下基础。
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。
专题一、牛顿第二定律【基础梳理】一、牛顿第二定律1. 内容物体的加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成 ,加速度的方向与作用力的方向。
2..a= £(决定式)a=F3.4.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
⑵牛顿第二定律只适用于(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
【基础自测】1. 下列说法正确的是()A. 物体所受合力为零时,物体的加速度可以不为零B. 物体所受合力越大,速度越大C. 速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D. 速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同2. (2012山东实验中学月考)质量为m的物体,在F i、F2. F3三个共点力的作用下做匀速直线运动,保持F〔、F2不变,仅将F3的方向改变90°(大小不变)后,物体可能做()A. 加速度大小为宜的匀变速直线运动b. 加速度大小为**的匀变速直线运动. 2F"c. 加速度大小为*^3的匀变速曲线您动D.匀速直线运动3. (2013上海徐汇测试)质量为50 kg的消防员两脚各用750 N水平蹬力,恰在两竖直墙之间匀速下滑,在离地面6m处改做匀减速运动,经过2s后到达地面时速度恰减为零,则此时两脚的水平蹬力至少为(重力加速度g取10 m/s2)()A. 900 NB.925 NC.950 ND.975 N4. 将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,贝U物体()A. 刚抛出时的速度最大B. 在最高点的加速度为零C. 上升时间大于下落时间D. 上升时的加速度等于下落时的加速度5、(2012海南单科)根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是()A. 物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B. 物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C. 物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D. 当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反、用牛顿第二定律解题的三种思路例1、如图所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动,a与水平方向的夹角为0,求人所受到的支持力和摩擦力.1、分解力:(建系原则:其中一轴指向物体的运动方向)2、分解加速度:(建系原则:两轴分别指向两分加速度的方向)3、添加惯性力,将非平衡态转化成平衡态。
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1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N,即1 N=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).①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⎧Fx=max Fy=may 列方程求解.向上,正交分解加速度a.根据牛顿第二定律⎩⎨。
牛顿第二定律及其应用知识点总结与典例【知识点梳理】知识点一牛顿第二定律、单位制1.牛顿第二定律(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。
加速度的方向与作用力的方向相同。
(2)表达式a=Fm或F=ma。
(3)适用范围①只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
2.单位制(1)单位制由基本单位和导出单位组成。
(2)基本单位基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间、长度,它们的国际单位分别是千克、秒、米。
(3)导出单位由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。
知识点二动力学中的两类问题1.两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况。
(2)已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下:【方法技巧】两类动力学问题的解题步骤知识点三超重和失重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的。
(2)视重①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2.超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下,大小a=g原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=mgF=0运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升无阻力的抛体运动;绕地球匀速圆周运动知识点四动力学中整体法、隔离法的应用1.外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
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。
《用动量概念表示牛顿第二定律》知识清单一、牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的核心定律之一,其表达式为:F = ma,其中 F 表示作用在物体上的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
加速度 a 描述了物体速度变化的快慢。
当合力 F 不为零时,物体将产生加速度,从而导致速度发生变化。
二、动量的概念动量(momentum)用符号 p 表示,定义为物体的质量 m 与速度 v的乘积,即 p = mv。
动量是一个矢量,其方向与速度的方向相同。
三、用动量概念表示牛顿第二定律1、推导过程考虑一个质量为 m 的物体,在合力 F 的作用下,经过时间Δt,速度从 v₁变化到 v₂。
加速度 a =(v₂ v₁) /Δt根据牛顿第二定律 F = ma,可得 F = m ×(v₂ v₁) /Δt而动量的变化量Δp = p₂ p₁= m × v₂ m × v₁= m ×(v₂ v₁)所以 F =Δp /Δt这就是用动量概念表示的牛顿第二定律。
2、物理意义(1)F =Δp /Δt 表明,作用在物体上的合力等于物体动量的变化率。
合力越大,单位时间内动量的变化就越大;合力为零,动量的变化率为零,物体的动量保持不变,这就是动量守恒定律的基础。
(2)该表达式更强调了力在时间上的积累效果。
相比于 F = ma,F =Δp /Δt 更能反映力对物体运动状态改变的过程。
四、应用实例1、碰撞问题在碰撞过程中,物体之间的相互作用力往往是复杂且短暂的。
但通过分析碰撞前后物体的动量变化,可以方便地研究碰撞过程中的能量转化和动量守恒情况。
例如,两个质量分别为 m₁和 m₂的物体,以速度 v₁和 v₂发生正碰,碰撞后速度分别变为 v₁' 和 v₂'。
根据动量守恒定律:m₁v₁+ m₂v₂= m₁v₁' + m₂v₂'2、火箭发射火箭在燃烧燃料时,向后喷出高速气体,从而获得向前的推力。
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。
高二物理《牛顿第二定律简单运用》知识点总结
一、牛顿第二定律
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=ma
3. 对牛顿第二定律的理解
4.应用牛顿第二定律求瞬时加速度的技巧
在分析瞬时加速度时应注意两个基本模型的特点:
(1)轻绳、轻杆或接触面——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间;
(2)轻弹簧、轻橡皮绳——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧或橡皮绳,特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.二、动力学两类基本问题
1.动力学两类基本问题
(1)已知受力情况,求物体的运动情况;
(2)已知运动情况,求物体的受力情况;
2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
3.解决动力学问题的技巧和方法
1.两个关键
(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;
(2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁.
2.两种方法
(1)合成法:在物体受力个数2个或3个时,一般采用“合成法”;
(2)正交分解法:若物体的受力个数3个或3个以上时,则采用“正交分解法”。
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。
牛顿第二定律知识点梳理 Revised final draft November 26, 2020
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,加速度的的方向跟作用力的方向相同。
2、比例式:a∝F/m或F∝ma
写成等式:F=kma
其中k为比例系数,F为合力
二、力的单位
我们知道,在国际单位制中,力的单位是牛顿。
牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的:
使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速度的力,叫做1牛顿。
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:
=ma
F
合
这就是牛顿第二定律的公式。
三、对牛顿第二定律的理解
1)同体性:F、m、a是对于同一个物体而言的。
2)瞬时性:a与F合是瞬时对应关系
同时产生、同时消失、同时变化
3)矢量性:a、F合都是矢量
注意:a的方向与F合方向一定相同
v的方向与F合方向不一定相同
结论:若v、F合的方向相同,物体做加速运动
若v、F合的方向相反,物体做减速运动
四、利用牛顿第二定律计算步骤
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.
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
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.
C物体的速度方向一定与物体受到的合力的方向一致.
D物体的加速度方向一定与物体所受到的合力方向相同.
3、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)
物体在减速过程的初速度为100km/h=27.8m/s,末速度为零,滑行时间t=70s
根据a=(v-vo)/t得物体的加速度为a1=-0.397m/s2,方向向后.物体受到的阻力F阻=ma1=-437N.
符号表示阻力的方向与速度的方向相反
当物体重新启动时牵引力为F=2000N,根据牛顿第二定律得汽车的加速度为a2=(F-F阻)/m=
1.42m/s2
加速的的方向与速度的方向相同
4、一个物体,质量是2㎏,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10N,这个物体的加速度是多少?
四、师生小结
牛顿第二定律
1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.
2.公式:F=ma
3、对牛顿第二定律理解:
(1)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。