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牛頓第二定律,牛頓第一定律,一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。,慣性,物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(本領).,1、什么是物體運動狀態(tài)的改變？其原因是什么？,2、物體運動狀態(tài)改變除了與力有關，還與哪些因素有關？,物體運動狀態(tài)的改變指的是物體的速度發(fā)生了變化；其原因是受到了力的作用,還與質量有關,物體運動狀態(tài)發(fā)生改變,速度發(fā)生了改變,產生了加速度,,,實質,實質,,與力和質量有關,聯系,?,1、力是使物體產生加速度的原因。,決定物體加速度大小的因素有哪些？,2、質量是物體慣性大小的量度，質量越大的物體運動狀態(tài)越難改變。,復習,物體的加速度與什么有關？,回顧：我們是怎樣研究電流與電壓和電阻的關系？,控制變量法,設計實驗,物體的質量m和物體受的外力F。,物體加速度a與F 質量m是什么關系呢？,猜想？,大量實驗和觀察到事實都能得到的結論是:,物體的加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比.,其中 k 為比例常數，當所有物理量均取國際單位（即：力的 單位取 N ，質量單位取 kg ，加速度單位取 m/s2 ）時： k =1，此時關系式變?yōu)椋?F =ma 此即為牛頓第二定律的數學表達式。,,,思考：,1、在牛頓第二定律的表達式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是標量？,m 是標量，F 和 a 是矢量。,2、在這兩個矢量中它們的關系是怎么樣？,“力是產生加速度的原因”，即物體受力方向決定物體的加速度方向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。,3、牛頓第二定律 物體的加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向跟作用力的方向相同.,3、一輛小汽車的質量 m1=8.0×102kg ，所載乘客的質量是 m2=2.0×102kg ，用同樣大小的牽引力，如果不載人時小汽車產生的加速度是a1=1.5 m/s2，載人時產生的加速度a2是多少（忽略阻力）,解：由牛頓第二定律： F = ma 可知牽引力的大小 F = m1 a1 = 8.0×102× 1.5 =1.2× 103N,由于載人和不載人時牽引力是同樣大的,故：,注意事項:,1.矢量性:(a與F合方向相同),2.瞬時性:(a與F合 同時產生,同時消失,同時變化),3.同體性:( a與F合 , m都屬于同一物體，既研究對象統一性）,4.獨立性:(X方向的合外力產生X軸方向的加速度,Y方向的合外產生Y軸方向的加速度, Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y,此前我們所講述的是物體只受到一個力作用的情況，物體受幾 個力作用時，牛頓第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，這樣我 們可以把牛頓第二定律進一步表述為：,一個物體質量是2kg，受到互成1200角的兩個力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，這個物體產生的加速度是多大？,解法1：先由平行四邊形法則可知， F1、 F2、F合 構成 了一個等邊三角形，故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 = 5 m/s2,,物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質量成反比加速度的方向跟合力的方向相同。即 F合 = ma,練習：,解法2：先分別求出 F1、 F2 產生 的加速度a1、 a2 再根據平行四邊 形法則求 a1、 a2 的合加速度a合,a1 = F1/m =10/2 = 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2 = 5 m/s2 由于加速度的方向與力的方向一至，故a1、 a2也成 1200角a1、 a2、a合 構成了一個等邊三角形，故 a合 =5 m/s2,答：沒有矛盾，由公式F合=ma看，F合為合外力，無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度，這個力應是合外力?，F用力提一很重的物體時，物體仍靜止，說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。,例2、下列說法中正確的是（ ） A．物體所受合外力越大，加速度越大。 B．物體所受合外力越大，速度越大。 C．物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。 D．物體的加速度大小不變一定受恒力作用,根據牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無關。所以，B說法錯誤。,例2、下列說法中正確的是（ ） A．物體所受合外力越大，加速度越大。 B．物體所受合外力越大，速度越大。 C．物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。 D．物體的加速度大小不變一定受恒力作用,加速度是矢量，其方向與合外力方向一致。加速度大小不變，若方向發(fā)生變化時，合外力方向必然變化。D說法錯。,答案：A,練習：,1、 一質量為1Kg的物體只受到兩個大小米2N和3N的共點力作用， 則這個物體運動的加速度的范圍是____________________。,1 m/s2 ≤ a ≤ 5 m/s2,2、25N的力作用在一個物體上，能使它產生 2 m/s2的加速度， 則要使它產生 5 m/s2的加速度，作用力為__________________。,分析：由于是同一個物體，故質量不變。先可以由F1 = 25N和 加速度 a1 = 2 m/s2 求出質量,再由 F2 = ma 求出作用力 F2 = ma2 =12.5×5 = 62.5N,62.5N,1.質量為m的物體放在粗糙水平面上受水平F時產生加速度為a1 ,當水平力為2F時,加速度a2,關于a1 與a2 的關系正確的是： （ ）,解析:關鍵要考慮摩擦力f。,2.物體受幾個力作用處于靜止狀態(tài),若將其中一個力逐漸減小到0,再逐漸恢復到原值,物體加速度和速度怎樣變化?,答案:加速度先增大后減小,速度一直增大.,小試牛刀:,A. a2 ＝ 2a1 B. a2 ＜ 2a1 C. a2 ＞ 2a1 D. a1 ＝ a2,C,,由a1 =(F－f)/m, a2 =(2F－f)/m ＞2(F －f) =2 a1,思考：一力作用在質量m1 的物體上能產生3m/s2 , 該力作用在質量為m2的物體上能產生1.5 m/s2 的加速度,若將 m1 m2 合為一體能使它產生多大的加速度?,以m1 為研究對象:F= m1 ×3則m1 =F/3,以m2 為研究對象:F= m2 × 1.5 則m2 =F/1.5,以整體為研究對象:F=(m1 ＋ m2 )a則 a=F/ (m1 ＋ m2 )=1 m/s2,,分析指導:,1 、為了安全，在公路上行駛的汽車之間應保持必要的距離已知 某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假設前方車輛突然停止， 后車司機從發(fā)現這一情況，經操縱剎車，到汽車開始減速所經歷 的時間（即反應時間）t = 0.50s 。剎車時汽車受到的阻力的大小 F 為汽車重力的0.40倍。該高速公路上汽車間的距離 s 至少應為 多少（g = 10 m/s2）,分析：汽車間的距離 s = s1 ＋s2 汽車在 s1 做勻速直線運動 s1 = v t 在s2 汽車做初速度 v0 = 144 km/h v t = 0 的勻減速直線運動,解： s1 = v t = 40×0.5 =20 m,S2 = 400 m,S = S1+ S2 = 420 m,,小結:,1.加速度a與F的關系:物體質量一定時,加速度a與合外力F合成正比.,2.加速度a與m的關系:物體受合外力一定時,加速度a與m成反比,牛頓第二定律,1.內容:物體加速度與合外力F合成正比.與質量m成反比.加速度方向與合外力方向相同.,2.公式: F合=ma,3.注意點:矢量性,瞬時性,同時性和獨力性.,課后思考:一小球從豎直在地面上輕彈簧正上某處自由落下,試分析小球從剛接觸彈簧到被壓縮最短過程中小球的速度.加速度怎樣變化?,