3 牛顿第二定律 一、加速度和力的关系 如图所示的实验装置,取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘,盘里分别放着数目不等的砝码,使两个小车在拉力作用下做加速运动,拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)的重量.F的大小,可以通过增、减砝码来改变,车的后端也分别系上绳.用一只夹子夹住两根细绳,以同时控制两辆小车,使它们同时运动和停止运动. 1、研究前提:物体(小车)的质量保持一定. 3、结论: m一定时, 小车质量m/kg 作用力 F/kg 相等时间t内位移 s/m 小车1 0.250 20 0.8 小车2 0.250 10 0.4 2、演示过程及测出的数据(参考) 由 及 所以: 二、加速度和质量的关系 由此可知: 当外力F一定时, 物体的加速度与其 质量成反比, 即: 提出问题 牛顿第二定律: 1.内容:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。 2.公式: 1牛=1千克?米/秒2 注:1牛顿(N)力的规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力,叫做1N 3.对牛顿第二定律的理解 (1)同体性:是指F合、m和a都是对于同一个物体而言的 (2)矢量性:是指加速度和合外力都是矢量,加速度的方向跟合力的方向相同.牛顿第二定律公式是一个矢量式 牛顿第二定律的进一步表述:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同. (3)瞬时性:是指加速度与合外力存在瞬时对应关系,加速度跟合力同时产生,同时变化,同时消失。 (4)独立性:是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,与物体是否受其他力的作用无关,我们常称之为力的独立作用原理.合力的加速度即是这些加速度的矢量和. 物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理 1.根据牛顿第二定律知道,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物体时却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么? 提出问题 1.下列对牛顿第二定律的表达式F合=ma及其变形公式的理解正确的是( ) A.由F合=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比; B.由m=F合/a可知,物体的质量与其所受合力成正比,与其运动的加速度成反比; C.由a=F合/m可知,物体的加速度与其所受合力成正比,与其质量成反比; D.由m=F合/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出。 巩固训练1 CD 2、在牛顿第二定律F=kma中,有关比例系数k的下列说法,正确的是( ) A 在任何情况下k都等于1; B k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的; C k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的; D 在国际单位制中,k=1. 巩固训练2 CD 3.下列说法中正确的是( ) A:物体所受合外力为零,物体的速度必为零. B:物体所受合外力越大,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外力的方向一致. D:物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同. 巩固训练3 D 巩固训练4 4.静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力的作用,当力刚开始作用的瞬间,下列说法正确的是( ) A.物体同时获得速度和加速度 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 B 5.某静止物体受一对平衡力作用,现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小,方向保持,另一个力保持不变,试分析在此过程中,该物体的加速度和速度变化情况如何? 巩固训练5 6 .两个相互垂直的力F1=3N, F2=4N作用在一个质量 m=1kg的物体上, 两力合力产生的加速度是( ) A.1m/s2 B.5m ... ...
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