人教版（2003）高中物理必修一——牛顿第二定律

牛顿第二定律 引入：物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与质量的关系． 一、加速度与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． 物体（小车）的质量保持一定．2、演示过程及测出的数据（参考）小车质量m/kg作用力F/kg相等时间t内位移s/m小车10.250200.8小车20.250100.43、结论：m一定时，ɑ∝F 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：ɑ∝ 三、牛顿第二定律1．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．2．牛顿第二定律的数学表达式：F＝kma比例常数k与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用国际单位制中单位，则．（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．（2）牛顿第二定律：F=ma（各量用国际制单位） 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失量，加速度的方向取决于合外力的方向．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，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运动的加速度大小和方向总与合外力同步变化．（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． 4．用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤：（1）确定研究对象；（2）进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图；（3）建立坐标系，即选取正方向，根据定律列方程；（4）统一已知量单位，代值求解；（5）检查所得结果是否符合实际，舍去不合理的解. 例题：一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为：A．1m／s2B．2m／s2C．3m／s2D．4m／s2 解析：根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2＋6＝8（N），当两个力方向相反时合力最小，最小值为6－2＝4（N），当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于2N而小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小2NF8N．根据牛顿第二定律可得a=F合/m，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小2m/s2≤4m/s2所以，答案应选择B、C、D． 小结：牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，F=ma.加速度的方向与合外力的方向始终相同． 结束