1、4.3 牛顿第二定律 一、回顾、分析实验:探究加速度与力、质量的关系Fa ma1二、牛顿第二定律大量的实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以总结出一般性的规律。1.牛顿第二定律: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。2.力的单位“牛顿”的定义:3.牛顿第二定律的数学表达式:2/11smkgNmaF 二、牛顿第二定律三、对牛顿第二定律的理解问题情境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6N的力向上提一个重为10N的物体,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?实际物体所受的力往往
2、不止一个,牛顿第二定律中的F指的是物体所受的合力。木板的右端为什么要垫高?F合=ma 三、对牛顿第二定律的理解问题情境2.一个小球在某处以某一初速度被竖直向上抛出,经一段时间落回原处,(1)如果不计阻力,小球上升和下落的加速度的大小和方向都一样吗?(2)如果在整个过程中小球所受阻力大小恒定。你觉得上升和下落两个阶段,哪个加速度大?方向如何?请用牛顿第二定律来证明你的猜测。三、对牛顿第二定律的理解问题情境3.自高空落下的雨滴如果以自由落体运动来算,那么它到达地面时的速度可达到几百米每秒,这对人类来说是十分危险的。显然,雨滴在下落过程中要受到阻力的作用。设雨滴下落时受到的阻力与下落速率成正比(即f
3、=kv),请你分析一下雨滴下落过程中的加速度大小如何变化?方向怎样?三、牛顿第二定律的应用例1.一个质量为1kg的物体放在粗糙的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数是0.2,现作用一水平向右的恒力F=10N,这个物体的加速度是多大?(认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)拓展:如果作用在物体上的恒力改为与水平方向夹 30角斜向上,那么物体的加速度又是多少?FF轴距 mm 2712 整车质量 kg 1540 行李箱容积 L 532 油箱容积 L 70 最高车速 Km/h 215 综合油耗L/100km 7.8 百公里加速时间 s 7.8 某品牌汽车的技术参数三、牛顿第二定律的应用例2.某品牌汽车的质量
4、为1500kg,它的百公里加速时间是7s。司机将车加速到100km/h后就关闭发动机,汽车经70s停下。假定整个过程中汽车所受阻力不变,那么汽车所受的阻力多大?加速时的牵引力多大?(为计算方便,取100km/h=28m/s)三、牛顿第二定律的应用028m/s0匀加速7s匀减速70s正方向11tav 220tav GFNFfGFNf1f-FmaF合2-fmaF合三、对牛顿第二定律的理解与应用科学漫步用动力学方法测质量m1m2FaP77四、小结1.牛顿第二定律:maF合2.利用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)选取研究对象(2)对其进行受力分析(或运动分析)(3)列方程,解方程:X方向(通常取为a的方向):F合=Fx合=ma Y方向(通常与a垂直):Fy合=0 思考与讨论自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧被压缩最短的过程中,小球的加速度和速度的变化情况是怎样的?