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牛顿第二定律,牛顿第一定律,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。,惯性,物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质(本领).,1、什么是物体运动状态的改变？其原因是什么？,2、物体运动状态改变除了与力有关，还与哪些因素有关？,物体运动状态的改变指的是物体的速度发生了变化；其原因是受到了力的作用,还与质量有关,物体运动状态发生改变,速度发生了改变,产生了加速度,实质,实质,与力和质量有关,联系,?,1、力是使物体产生加速度的原因。,决定物体加速度大小的因素有哪些？,2、质量是物体惯性大小的量度，质量越大的物体运动状态越难改变。,复习,物体的加速度与什么有关？,回顾：我们是怎样研究电流与电压和电阻的关系？,控制变量法,设计实验,物体的质量m和物体受的外力F。,物体加速度a与F 质量m是什么关系呢？,猜想？,大量实验和观察到事实都能得到的结论是:,物体的加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比.,其中 k 为比例常数，当所有物理量均取国际单位（即：力的 单位取 N ，质量单位取 kg ，加速度单位取 m/s2 ）时： k =1，此时关系式变为： F =ma 此即为牛顿第二定律的数学表达式。,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、牛顿第二定律 物体的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跟作用力的方向相同.,3、一辆小汽车的质量 m1=8.0102kg ，所载乘客的质量是 m2=2.0102kg ，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 = 8.0102 1.5 =1.2 103N,由于载人和不载人时牵引力是同样大的,故：,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？,解法1：先由平行四边形法则可知， F1、 F2、F合 构成 了一个等边三角形，故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 = 5 m/s2,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,练习：,解法2：先分别求出 F1、 F2 产生 的加速度a1、 a2 再根据平行四边 形法则求 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 由于加速度的方向与力的方向一至，故a1、 a2也成 1200角a1、 a2、a合 构成了一个等边三角形，故 a合 =5 m/s2,答：没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0。,例2、下列说法中正确的是（ ） A物体所受合外力越大，加速度越大。 B物体所受合外力越大，速度越大。 C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。 D物体的加速度大小不变一定受恒力作用,根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，B说法错误。,例2、下列说法中正确的是（ ） A物体所受合外力越大，加速度越大。 B物体所受合外力越大，速度越大。 C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。 D物体的加速度大小不变一定受恒力作用,加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必然变化。D说法错。,答案：A,练习：,1、 一质量为1Kg的物体只受到两个大小米2N和3N的共点力作用， 则这个物体运动的加速度的范围是_。,1 m/s2 a 5 m/s2,2、25N的力作用在一个物体上，能使它产生 2 m/s2的加速度， 则要使它产生 5 m/s2的加速度，作用力为_。,分析：由于是同一个物体，故质量不变。先可以由F1 = 25N和 加速度 a1 = 2 m/s2 求出质量,再由 F2 = ma 求出作用力 F2 = ma2 =12.55 = 62.5N,62.5N,1.质量为m的物体放在粗糙水平面上受水平F时产生加速度为a1 ,当水平力为2F时,加速度a2,关于a1 与a2 的关系正确的是： （ ）,解析:关键要考虑摩擦力f。,2.物体受几个力作用处于静止状态,若将其中一个力逐渐减小到0,再逐渐恢复到原值,物体加速度和速度怎样变化?,答案:加速度先增大后减小,速度一直增大.,小试牛刀:,A. a2 2a1 B. a2 2a1 C. a2 2a1 D. a1 a2,C,由a1 =(Ff)/m, a2 =(2Ff)/m 2(F f) =2 a1,思考：一力作用在质量m1 的物体上能产生3m/s2 , 该力作用在质量为m2的物体上能产生1.5 m/s2 的加速度,若将 m1 m2 合为一体能使它产生多大的加速度?,以m1 为研究对象:F= m1 3则m1 =F/3,以m2 为研究对象:F= m2 1.5 则m2 =F/1.5,以整体为研究对象:F=(m1 m2 )a则 a=F/ (m1 m2 )=1 m/s2,分析指导:,1 、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知 某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假设前方车辆突然停止， 后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历 的时间（即反应时间）t = 0.50s 。刹车时汽车受到的阻力的大小 F 为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离 s 至少应为 多少（g = 10 m/s2）,分析：汽车间的距离 s = s1 s2 汽车在 s1 做匀速直线运动 s1 = v t 在s2 汽车做初速度 v0 = 144 km/h v t = 0 的匀减速直线运动,解： s1 = v t = 400.5 =20 m,S2 = 400 m,S = S1+ S2 = 420 m,小结:,1.加速度a与F的关系:物体质量一定时,加速度a与合外力F合成正比.,2.加速度a与m的关系:物体受合外力一定时,加速度a与m成反比,牛顿第二定律,1.内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.,2.公式: F合=ma,3.注意点:矢量性,瞬时性,同时性和独力性.,课后思考:一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度.加速度怎样变化?,
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