4.3+ 牛顿第二定律 (共31张PPT).ppt

* 物体的运动状态发生变化，即产生加速度。 加速度的大小可能与哪些因素有关呢？ “力”是促使物体运动状态改变的原因，力似乎“促使”加速度的产生； 质量是物体惯性的量度，而惯性是保持运动状态不变的性质，所以质量似乎“阻碍”加速度的产生。 知识回顾 a可能与F、m有关系。 （1）研究方法： 控制变量法 “a”与“F”、“m” 二个物理量均有关系，应该从何处入手呢？ 所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面： 一是探究质量一定时，加速度与受力的关系； 二是探究受力一定时，加速度与质量的关系。 最后综合得出三者的关系。 控制变量法 在初中阶段我们研究“欧姆定律”、“导体电阻的影响因素”时都接触到一种方法－－ a、F、m三者的关系！？ 数据处理得： a ∝F 实验结论： 当m一定时，a和F成正比 即 1、质量m一定，加速度a与力F的关系 ◆回忆课本所探究的内容 2、力F一定，加速度a与质量m的关系 数据处理得： m 牛顿第二定律的内容 ——物体的加速度a跟作用在物体上的合外力力F成正比，跟物体的质量m成反比。 当适当选取单位使k=1, 则: F合 =ma 使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，规定为1N. 牛顿第二定律 数学式： a∝F合 说明： 1.因果关系——力是产生加速度的原因。 知识形成 当取k =1，此时关系式可简化为： 物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。 F =ma 此即为牛顿第二定律的数学表达式。 a=F/m F — m a∝ 或者F∝ma 其中 k 为比例常数 F = k ma 进一步可以将表达式改为： 其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为： 物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。即 F合 = ma 关于牛顿第二定律的说明: 1.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体，即研究对象统一性） 合外力 质量 加速度 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 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 前面第一章我们已学过：a、v同向，加速； a、v反向，减速 a的方向与F合方向一定相同 所以，我们可得出这样的结论： 2.矢量性:(a与F合方向相同) 思考： 1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？ m 是标量，F 和 a 是矢量。 2、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？ “力是产生加速度的原因”，即物体受力方向决定物体的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。 3、一辆小汽车的质量 m1=8.0×102kg ，所载乘客的质量是 m2=2.0×102kg ，用同样大小的牵引力，如果不载人时小汽车产生的加速度是a1=1.5 m/s2，载人时产生的加速度a2是多少（忽略阻力） 解：由牛顿第二定律： F = ma 可知牵引力的大小 F = m1 a1 = 8.0×102× 1.5 =1.2× 103N 由于载人和不载人时牵引力是同样大的,故： a2 = F ——— m2+m1 =1.2 m/s2 3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 a、F合 4. 独立性：每个外力对应于一个加速度， 合外力对应于合加速度． 合力的加速度即是这些加速度的矢量和． 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． 注意事项: 1.矢量性:(a与F合方向相同) 2.瞬时性:(a与F合 同时产生,同时消失,同时变化) 3.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体，既研究对象统一性） 4.独立性:(X方向的合外力产生X轴方向的加速度,Y方向的合外产生Y轴方向的加速度, Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y 此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况，物体受几 个力作用时，牛顿第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，这样我 们可以把牛顿第二定律进一步表述为： 一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，这个物体产生的加速度是多大？ F合 F2 F1 解法1：先由平行四边形法则可知， F1、 F2、F合