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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 牛顿运动定律,2,、实验：探究加速度与力、质量的关系,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外力及质量的关系,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,方法：,控制变量法,先确定,m,，研究,a,与,F,的关系；,再确定,F,，研究,a,与,m,的关系。,几位同学的实验数据,:,车,m = 186.7g,（固定）,数据,F,（,N,）,a,（,m/s,2,）,1,0.05,0.268,2,0.083,0.435,3,0.115,0.616,4,0.18,0.964,表一：,表二：,几位同学的实验数据,:,F = 0.05N,（固定）,数据,m(g),1/m,a,（,m/s,2,）,1,186.7,0.0054,0.268,2,236.7,0.0042,0.211,3,286.7,0.0035,0.174,4,336.7,0.003,0.149,验证牛顿第二定律实验（,数据,）,0 0.05 0.1 0.15 0.20,1.4,1.2,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,a F,a,（,m/s,2,）,F(N),0 100 200 300 400,0.35,0.30,0.25,0.20,0.15,0.10,0.05,m/g,a,（,m/s,2,）,0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005,0.35,0.30,0.25,0.20,0.15,0.10,0.05,a,（,m/s,2,）,1/m,a 1 / m,第四章 牛顿运动定律,3,、牛顿第二定律,总结,a,F,F,ma,正比于,a,m,1,a,m,F,F,k,ma,k,为比例系数,思考,假如你是科学家，你能否想个办法把,k,消掉？,把,能够使质量是,1 kg,的物体产生,1 m/s,2,的加速度,的这么大的力定义为,1 N,，即,1,牛,=1,千克,米,/,秒,2,可见，如果都用,国际单位制,的单位，在上式中就可以使,k=1,，上式简化成,F,ma,牛顿第二定律的数学表达式,F,k,ma,一牛顿第二定律,1.,内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，,加速度的方向跟作用力的方向相同,F,合,ma,合外力,质量,加速度,一牛顿第二定律,a,的方向与,F,的方向,一定,相同,F,、,m,、,a,是对于同一个物体而言的,F,和,a,时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,矢量性,瞬时性,独立性,同体性,2.,对牛顿第二定律的理解,练习,下列说法正确的是：,1,、物体合外力减小时，加速度一定减小,2,、物体速度为零，合外力一定为零,3,、物体合外力为零时，速度一定为零,4,、物体合外力减小时，速度一定减小,5,、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同,6,、,物体的加速度大小不变一定受恒力作用,7,、根据,m = F/a,，物体的质量跟外力成正比，,跟加速度成反比,思考,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？应该怎样解释这个现象？,问,：,牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？,答：不能。牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础，得出了物体不受外力时的运动规律，即物体不受力时保持匀速直线运动状态或静止状态。同时，牛顿第一定律指出了力和运动的关系的内涵。在此基础上人们才能准确的研究物体受力时的运动规律，故牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛顿第二定律的特例。以牛顿第一定律为基础，牛顿第二定律则进一步定量给出了决定物体加速度的因素。,汽车重新加速时的受力情况,课本例,1,某质量为,1100kg,的汽车在平直路面上试车，当达到,100km/h,的速度时关闭发动机，经过,70s,停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为,2000N,，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。,汽车减速时受力情况,G,F,N,F,阻,F,阻,F,F,N,G,二 用牛二定律解题的一般步骤,1,、确定,研究对象,。,2,、分析物体的,受力情,况,和,运动情况,，画出研,究对象的受力分析图。,3,、求出,合力,。,4,、选取正方向，根据,牛顿运动定律,和,运动学,规律,建立方程并求解。,正交分解法,平行四边形法,课本例,2,一个物体，质量是,4,，受到互成,120,o,角的两个力,F,1,和,F,2,的作用。这两个力的大小都是,20N,，这个物体的加速度是多少？,F,1,F,2,0,F,x,y,0,F,1,F,2,有没有其他方法？,0,F,1,F,2,a,2,a,1,a,说一说,质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？,练习,质量为,1kg,的物体受到两个大小分别为,2N,和,4N,的共点力作用。则物体的加速度大小可能是,( ),A,、,5m/s,2,B,、,3m/s,2,C,、,2m/s,2,D,、,0.5m/s,2,ABC,练习,在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做,( ),A,、匀减速运动,B,、匀加速运动,C,、速度逐渐减小的变加速运动,D,、速度逐渐增大的变加速运动,D,练习,2,一个物体质量为,m,，放在一个倾角为,的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑,（,1,）若斜面光滑，求物体的加速度？,（,2,）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为,，求物体的加速度？,G,F,N,F,合,a,F,f,F,2,F,1,小结,一、牛顿第二定律内容及表达式,二、对牛顿第二定律的理解：,同体性、瞬时性、矢量性、独立性,三、运用牛顿第二定律解题,附：瞬时加速度的分析,轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）,轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）,
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