人教版 (2019)必修 第一册3 牛顿第二定律备课课件ppt
展开大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论,由此可以总结出一般性的规律 :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。这就是牛顿第二定律(Newtn’s secnd law)。
k是比例系数,没有单位。
牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系,还明确了加速度的方向与力的方向一致。
力是产生加速度的原因。(因果)
取质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每二次方秒(m/s2),根据上述牛顿第二定律加速度与力、质量的关系,我们应该怎样确定力的单位?
由于k是比例系数,没有单位。所以力F的单位取决于质量m和加速度a。
两单位N和kg·m/s2是等价的?
F = kma 中 k 的数值取决于 F 、m、a 的单位的选取。当 k = 1 时,质量为 1 kg 的物体在某力的作用下获得1 m/s2 的加速度,则这个力F = ma = 1 kg·m/s2如果我们把这个力叫作“一个单位”的力的话,力 F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿,把它称作“牛顿”,用符号 N 表示。在质量的单位取千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s2),力的单位取牛顿(N)时,牛顿第二定律可以表述为F = ma
我们在初中已经学过,在国际单位制中,力的单位是牛顿(N)。但是当时并不知道“牛顿”这个单位是怎样定义的。学过牛顿第二定律之后,这个问题就清楚了。
k在国际单位制中才等于1
三、牛顿第二定律的理解
F指的是物体所受的合力(N)
m为物体的质量(kg)
a是物体的加速度(m/s2)
光滑水平桌面上有一个质量是 2 kg 的物体,它在水平方向上受到互成 90°的两个力的作用,这两个力的大小都是 14 N。这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向?
(2020·云南昆明高一检测)由牛顿第二定律知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子但没有推动时是因为( )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,速度增量很小,眼睛不易觉察到C.推力小于摩擦力,加速度是负值D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于0,物体的加速度为0,物体仍静止
例题1: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。
竖直方向合力为0水平方向合力F牵和F阻
三、牛顿第二定律的简单应用
负号表示阻力方向与汽车前进方向相反
小球的加速度与列车的加速度相同
例题2:某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在:列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中,悬线与竖直方向的夹角为θ,求列车的加速度。
(1)确定研究对象,构建模型:(小球)(2)对这个物体进行受力分析:①放在水平面上竖直向下的重力mg;②斜向上的拉力FT。(3)正交分解:建立直角坐标系转化为四力的模式(4)运动分析:判断物体的运动方向,求合力F合
重力mg和Fy大小相等、方向相反,彼此平衡,因为没有发生位移,没有加速度
联立求得小球的加速度a
a=gtanθ, 方向水平向右。
方法2:合成法(力的方向不易确定)
根据牛顿第二定律列方程F合=ma
(1)确定研究对象,构建模型:(2)对这个物体进行受力分析:(3)正交分解:建立直角坐标系转化为四力的模式(4)列等式
水平路面上质量是30kg的手推车,在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速运动。如果撤去推力,车的加速度是多少?
竖直方向:mg=FN 水平方向:F合=F推-Ff
求得车受到的阻力为Ff=15N
竖直方向:mg=FN 水平方向:F合=-Ff
求得车的加速度为a= -0.5 m/s2
负号表示与运动方向相反。
1. 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,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它。这跟牛顿第二定律有没有矛盾?应该怎样解释这个现象?2. 甲、乙两辆小车放在水平桌面上,在相同拉力的作用下,甲车产生的加速度为1.5 m/s2,乙车产生的加速度为 4.5 m/s2,甲车的质量是乙车的几倍?(不考虑阻力)3. 一个物体受到的合力是 4 N 时,产生的加速度为 2 m/s2。若该物体的加速度为 6 m/s2,它受到的合力是多大?4. 光滑水平桌面上有一个质量是 2 kg 的物体,它在水平方向上受到互成 90°的两个力的作用,这两个力的大小都是 14 N。这个物体加速度的大小是多少?沿什么方向?
1.没有矛盾。牛顿第二定律 F = ma 中的 F 指的是物体所受的合力,而不是其中的某一个力。这三个力的合力 F =0,故箱子的加速度为0,箱子仍然保持静止
用动力学方法测质量(阅读)
由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
大家知道,质量可以用天平来测量。但是在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量,那么应该如何测量呢?
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