B 牛顿第二定律
牛顿第二定律例子
牛顿第二定律例子牛顿第二定律的例子包括:1.高空自由落体:一个物体在高空中自由落体,只受到重力作用。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与它所受的合外力之间成正比。
在这个例子中,合外力就是物体所受的重力。
根据牛顿第二定律的公式F = ma,其中F表示合外力(即重力),m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
2.斜劈A的例子:静止于粗糙的水平面上的斜劈A的斜面上,一物体B沿斜面向上做匀减速运动。
把A和B看作一个系统,在竖直方向受到向下的重力和竖直向上的支持力,在水平方向受到的摩擦力的方向未定。
劈A的加速度,物体B的加速度沿斜面向下,将分解成水平分量和竖直分量,,对A、B整体的水平方向运用牛顿第二定律有:与同方向。
而整体在水平方向的合外力只有受到的摩擦力,故的方向水平向左。
3.连接体问题:巧用牛顿第二定律解决连接体问题。
把研究对象看作一个整体,应用牛顿第二定律列式,然后对整体内的各个物体进行隔离分析,单独列出牛顿第二定律的方程。
4.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板:已知人的质量为70kg,吊板的质量为10kg,绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。
取重力加速度g =lOm/s2.当人以440 N的力拉绳时,人与吊板的加速度 a和人对吊板的压力F分别为() A.a=1.0m/s,F=260N B.a=1.0m/s,F=330N C.a=3.0m/s,F=110N D.a=3.0m/s,F=50N5.气球的问题:科研人员乘气球进行科学考察,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990kg。
气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住。
堵住时气球下降速度为1m/s,且做匀加速运动,4s内下降了12m。
为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物,此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少了3m/s。
以上就是运用牛顿第二定律解决的一些实际例子,希望对您有帮助。
牛顿第二定律
牛顿第二运动定律牛顿第二运动定律1.定律内容物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”。
即动量对时间的一阶导数等于外力之和。
牛顿第二定律说明了在宏观低速下,∑F∝a,∑F∝m,用数学表达式可以写成∑F=kma,其中的k是一个常数。
但由于当时没有规定1个单位的力的大小,于是取k=1,就有∑F=ma,这就是今天我们熟悉的牛顿第二定律的表达式。
1.英文名称Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration2.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。
(百科名片中的定义是不准确的。
)在国际单位中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s^2;加速度的力,叫做1N。
即1N=1kg·m/s^2。
3.公式F合=m a (单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)/(s×s)牛顿发表的原始公式:F=△(m v)/△t(见自然哲学之数学原理)动量为p的物体,在合外力为F的作用下,其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
用通俗一点的话来说,就是以t为自变量,p为因变量的函数的导数,就是该点所受的合外力。
即:F=△p/△t=△(m v)/△t而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有F=m(△v/△t)=m a这也叫动量定理。
在相对论中F=m a是不成立的,因为质量随速度改变,而F=△(m v)/△t依然使用。
由实验可得在加速度一定的情况下F∝m,在质量一定的情况下F∝a (只有当F以N,m以kg,a以m/s^2为单位时,F合=m a 成立)牛顿第二定律可以用比例式来表示,这就是a∝F/m 或F∝ma这个比例式也可以写成等式F=kma 其中k是比例系数[1]高中物理必修一4.几点说明⑴牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
牛顿第二定律作用力与反作用力
牛顿第二定律作用力与反作用力
在自然界中,一切物体都受到力的作用,导致它们的运动状态发生改变。
牛顿第二定律是研究物体受到的外力和加速度之间的关系的基本定律。
当一个物体受到外力时,它会产生加速度,而这个加速度与作用力的大小和方向成正比,与物体的质量成反比。
作用力和反作用力是物体之间相互作用的力。
当一个物体对另一个物体施加力的时候,被施加力的物体也会对另一个物体产生相等大小、方向相反的反作用力。
这是因为根据牛顿第三定律,作用力和反作用力是相互作用的一对力,它们总是成对出现的。
以一个简单的例子来说明牛顿第二定律作用力和反作用力的关系。
假设有两个质量分别为1kg的物体,它们之间相隔1米,其中一个物体对另一个物体施加力,大小为10牛顿,向右方向。
根据牛顿第二定律,被施加力的物体受到的加速度将是10米/秒2,而反作用力则会使得另一个物体受到10牛顿的向左方向的力,产生相反的加速度,也是10米/秒2。
通过这个例子可以清晰地看到,作用力和反作用力之间是相互作用的关系,它们在物体之间传递和交换力,导致物体的运动状态产生变化。
在日常生活中,作用力和反作用力的存在和相互作用影响着我们周围的一切物体和运动。
正是因为这种相互作用关系,才使得物体在空间中产生运动、变化和相互影响,成为自然界运动规律中不可或缺的重要因素。
总的来说,牛顿第二定律对于揭示物体受到作用力和反作用力之间的关系有着重要的理论意义,它为我们解释物体在外力作用下的运动提供了基础,也深化了我们对物体之间相互作用规律的认识。
通过深入研究这些规律和定律,我们可以更好
地理解自然界的运动规律,推动科学技术的发展,为人类社会的进步和发展作出贡献。
牛顿第二定律超全
Q:力和运动之间到底有 什么内在联系?
(1)若F合=0,则a = 0 ,物体处于 _平__衡_状__态__。
(2)若F合=恒量,v0=0,则a=__恒_量____, 物体做_匀加速直线运动。
(3)若F合变化,则a随着_变__化___,物体做 ____变__速_运__动_____。
分析:推车时小车受4个力;合力为F- FN f.加速度为1.8m/s2.
不推车时小车受几个力?由谁产生加速度?
推车时, F f ma
F
f F ma 90 451.8 9N
f
不推车时 f ma
a
f
m
9 45
0.2m / s2
G
例4:质量为8103kg的汽车,在水平的公路上沿直 线行驶,汽车的牵引力为1.45104N,所受阻力为 2.5 103N.求:汽车前进时的加速度.
2
0.3m/s
2
s1
1 at2 2
0.3 42 2
2.4m
减速阶段:物体m受力如图,以运动方向为正方向
N2 V(正) 由牛顿第二定律得:-f2=μmg=ma2
a
故 a2 =-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2
f2 又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s,vt=0
G
由运动学公式vt2-v02=2as2,得:
故
a2
0
v
2 2
2s2
0 152 m/s2 2 125
0.9m/s2
由牛顿第二定律得:-f=ma2
故阻力大小f= -ma2= -105×(-0.9)N=9×104N 因此牵引力
F=f+ma1=(9×104+5×104)N=1.4×105N
牛顿第二定律七个公式
牛顿第二定律七个公式牛顿第二定律是经典力学中的基本原理之一,描述了力、质量和加速度之间的关系。
其公式可以表示为F = ma,其中F代表物体所受的合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
根据这个公式,我们可以通过给物体施加合适的力来控制物体的运动状态。
下面列举牛顿第二定律的七个公式,并对每个公式进行简单的解释:1. F = ma:这是牛顿第二定律最基本的公式。
它表明,物体所受的力(F)与其加速度(a)成正比,而与其质量(m)成反比。
因此,在同样的力下,质量越大的物体加速度越小,而质量越小的物体加速度越大。
2. F = Δp/Δt:这个公式将牛顿第二定律与动量定理联系起来。
它表明,物体所受的合力等于其动量改变率。
这个公式在研究碰撞等情况时非常有用。
3. F = G(m1m2/r^2):这个公式是万有引力定律的形式之一。
它表明,物体所受的引力等于质量之积与距离平方的倒数的乘积,与牛顿第二定律类似。
4. F = kx:这个公式是胡克定律的形式之一。
它表明,弹性力等于形变量与劲度系数的乘积。
这个公式在研究弹簧、弹性绳等物体的弹性性质时非常有用。
5. F = Bqv:这个公式描述了磁场中带电粒子所受的洛伦兹力。
它表明,粒子所受的力等于磁场强度、粒子电荷和其速度的乘积。
6. F = -k/r^2:这个公式描述了库仑力的形式。
它表明,两个带电粒子之间的力与它们之间的距离平方的倒数成反比。
7. F = -dU/dx:这个公式描述了势能的形式。
它表明,物体所受的力等于其势能对位置的负梯度。
这个公式在研究重力场、电场等情况时非常有用。
总之,牛顿第二定律是自然界中许多物理现象的基础,其公式在科学研究和工程应用中具有广泛的应用。
牛顿第二定律详解
牛顿第二定律详解实验:用控制变量法研究:a与F的关系,a与m的关系知识简析一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;a的方向与F合的方向总是相同。
2.表达式:F=ma揭示了:①力与a的因果关系,力是产生a的原因和改变物体运动状态的原因;②力与a的定量关系3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量.(3)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.(4)F=ma中的F与a有矢量对应关系,a的方向一定与F的方向相同。
(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是kg,a的单位是米/秒2.(7)F=ma的适用范围:宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。
(1) 矢量性F=ma是一个矢量方程,公式不但表示了大小关系,还表示了方向关系。
(2) 瞬时性a与F同时产生、同时变化、同时消失。
作用力突变,a的大小方向随着改变,是瞬时的对应关系。
(3) 独立性(力的独立作用原理) F合产生a合;Fx合产生ax合;Fy合产生ay合当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫力的独立作用原理。
因此物体受到几个力作用,就产生几个加速度,物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。
(4) 同体性F=ma中F、m、a各量必须对应同一个物体(5)局限性适用于惯性参考系(即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系);只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速情况。
牛顿运动定律的应用1.应用牛顿运动定律解题的一般步骤:(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态(或某过程中)的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标:其中之一坐标轴沿的方向然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程F合=a合;Fx合=ax合;Fy合=ay合用a这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论.2.物理解题的一般步骤:(1) 审题:解题的关键,明确己知和侍求,特别是语言文字中隐着的条件(如:光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等),看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。
牛顿第二定律的理解
2. 用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量 为M的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F, 求: (1)物体与绳的加速度;(2)绳中各处张力的大小(假定绳 的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。)
解:(1)以物体和绳整体为研究对
象,根据牛顿第二定律可得:
F(Mm)a a F m
Mm
F
(2)以物体和靠近物体x长的绳为研究对象,根据牛顿第二定
问题1:必须弄清牛顿第二定律的同体性。
F=ma中的F、m和a是同属于同一个研究对象 而言的,不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体, 也可以是两个或两个以上的物体组成的系统.所以解 题时首先选好研究对象,然后把研究对象全过程的受 力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质 量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。
(A )
A. 8.2N
B. 7N
C. 7.4N
D. 10N
ax
解1:隔离法(略)。
解2:整体法用牛顿第二定律的分量 式求解。
ay
370
2GFNGsi2n307
FN 8.2N
解3:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系 统,小铁块失重Gsin2370=1.8N,故测力计的示数为10N-
1.8N=8.2N
C. 2m/s2, 方向竖直向上
D. 2m/s2, 方向竖直向下
N
解:拔去M的瞬间,小球受到重力和下边弹簧的弹力,重力产生的加速 度是10m/s2,方向竖直向下.此时小球的加速度大小为12m/s2.⑴若 竖直向上,则下边弹簧的弹力产生的加速度为22m/s2 ,方向竖直向上; 说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2 ,方向竖直向下.因此 在拔去销钉N的瞬间,小球的加速度为12m/s2+10m/s2=22m/s2,方 向竖直向下.⑵若竖直向下,则下边弹簧的弹力产生的加速度大小为 2m/s2 ,方向竖直向下.说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2, 方向竖直向上.因此在拔去销钉N的瞬间,小球的加速度为12m/s2- 10m/s2=2m/s2,方向竖直向上.
牛顿第二定律的名词解释
牛顿第二定律的名词解释1.引言1.1 概述牛顿第二定律是经典力学中的基本定律之一,也被称为力学的基本定律。
它是由著名的物理学家兼数学家艾萨克·牛顿在17世纪晚期提出的,通过这一定律,我们能够了解力量与物体运动之间的关系。
牛顿第二定律可以简洁地表达为:物体的加速度与作用于其上的力成正比,与物体的质量成反比。
具体而言,牛顿第二定律可以用以下的数学公式表示:F = ma,其中F为作用在物体上的力,m为物体的质量,a 为物体的加速度。
简单来说,这个定律表明了一个物体所受的加速度与作用在它上面的外力成正比,质量越大,所受的加速度越小;质量越小,所受的加速度越大。
这个定律可以从直观上解释为:越大的力作用在一个物体上,物体的运动就会越快;而同样大小的力作用在一个质量较大的物体上,它的加速度就会变小。
牛顿第二定律的意义重大,它不仅使我们能够理解物体运动的规律,还为我们解释了许多实际生活中的现象。
例如,通过牛顿第二定律,我们可以解释为什么一个重物和一个轻物体受到相同大小的力时,重物体的加速度较小,而轻物体的加速度较大。
牛顿第二定律的应用也非常广泛。
它不仅适用于描述微观物体的运动,也可以用于解释宏观物体的运动。
在工程学、天体物理学、力学等领域中,牛顿第二定律被广泛应用于各种实际情况的分析和计算。
通过牛顿第二定律,我们可以预测物体受力时的运动轨迹和速度变化。
总而言之,牛顿第二定律是一个基本的物理定律,它揭示了力与物体运动之间的关系,可以帮助我们理解和解释许多物理现象。
在本文中,我们将对牛顿第二定律的定义和公式进行详细解释,并探讨其在实际生活和科学研究中的重要性和应用。
1.2文章结构1.2 文章结构:在本文中,将按照以下结构介绍牛顿第二定律的名词解释。
首先,在引言部分对本文的概述进行说明,同时明确文章的结构和目的。
接着,在正文部分的第一小节,将详细阐述牛顿第二定律的定义和公式,以帮助读者更好地理解这个重要的物理定律。
新教版高考物理总复习:06 B牛顿第二定律的基本应用 中档版(学生版)
牛顿第二定律的应用考点一动力学两类基本问题1.动力学问题的解题思路2.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁.例题精练1.(多选)如图2甲所示,物块的质量m=1kg,初速度v0=10m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻F突然反向,大小不变,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10m/s2.下列说法中正确的是()图2A.0~5m内物块做匀减速运动B.在t=1s时刻,恒力F反向C.恒力F大小为10ND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.32.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F1=32N,试飞时飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的空气阻力大小恒为f=4N,飞行器上升9s后由于出现故障而失去升力,出现故障9s后恢复升力但升力变为F2=16N,取重力加速度大小g=10m/s2,假设飞行器只在竖直方向运动.求:(1)飞行器9s末的速度大小v1;(2)飞行器0~18s内离地面的最大高度H;(3)飞行器落回地面的速度大小v2.考点二超重与失重问题1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.4.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.技巧点拨1.判断超重和失重的方法(1)从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态.(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态.2.对超重和失重现象的理解(1)发生超重或失重现象时,物体所受的重力没有变化,只是压力(或拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了).(2)物体处于超重或失重状态只与加速度方向有关,而与速度方向无关.(3)物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定,其大小等于ma.(4)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等.例题精练3.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图7所示.乘客所受支持力的大小用F N表示,速度大小用v表示.重力加速度大小为g.以下判断正确的是()图7A.0~t1时间内,v增大,F N>mgB.t1~t2时间内,v减小,F N<mgC.t2~t3时间内,v增大,F N<mgD.t2~t3时间内,v减小,F N>mgg(g为重力加速度).人对电4.一质量为m的人站在电梯中,电梯匀加速上升,加速度大小为13梯底部的压力大小为()mg B.2mgA.13mg D.mgC.43考点三瞬时加速度问题1.两种模型加速度与合外力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失,当物体所受合外力发生突变时,加速度也随着发生突变,而物体运动的速度不能发生突变.2.解题思路分析瞬时变化前物体的受力情况→分析瞬时变化后哪些力变化或消失→求出变化后物体所受合力根据牛顿第二定律列方程→求瞬时加速度例题精练5.如图8,吊篮用绳子悬挂在天花板上,吊篮A及物块B、C的质量均为m,重力加速度为g,则将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间,下列说法正确的是()图8A.三者的加速度都为ggB.C的加速度为零,A和B的加速度为32C.B对A的压力为2mgD.B对A的压力为mg综合练习一.选择题(共10小题)1.(浙江模拟)如图所示,在竖直墙面上有A、B两点,离地面的高度分别为H A=8m和H B =4m,现从A、B两点与地面上的某个位置C之间架设两条光滑的轨道,使小滑块从A、B两点由静止开始下滑到地面所用的时间相等,那么位置C离墙角O点的距离为()A .4mB .4mC .2mD .6m2.(兴庆区校级一模)已知雨滴在空中运动时所受空气阻力F 阻=kr 2v 2,其中k 为比例系数,r 为雨滴半径,v 为运动速率。
牛顿第二定律实验原理
牛顿第二定律实验原理牛顿第二定律是经典力学中的重要定律,它描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
在这篇文档中,我们将讨论牛顿第二定律的实验原理,以及如何通过实验来验证这一定律。
首先,让我们来回顾一下牛顿第二定律的数学表达式,F=ma。
其中,F代表物体所受的净外力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这个公式表明,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
换句话说,当作用在物体上的净外力增加时,物体的加速度也会增加;而当物体的质量增加时,其加速度则会减小。
为了验证牛顿第二定律,科学家们设计了许多实验。
其中一个经典的实验是通过斜面上的滑块实验。
在这个实验中,我们可以通过测量滑块在斜面上的加速度,来验证牛顿第二定律的成立。
实验的步骤如下,首先,我们需要准备一个光滑的斜面,并在斜面上放置一个滑块。
然后,我们可以通过斜面上的刻度尺来测量滑块的位移,以及通过计时器来测量滑块在斜面上的运动时间。
接下来,我们可以利用位移和时间的数据来计算滑块的平均速度,进而求得滑块的加速度。
在实验过程中,我们可以通过改变滑块所受的外力(如斜面的倾角、斜面上的摩擦力等),来观察滑块的加速度的变化。
通过实验数据的分析,我们可以验证牛顿第二定律的成立,当施加在滑块上的外力增加时,滑块的加速度也会增加;而当滑块的质量增加时,其加速度则会减小,符合F=ma的数学关系。
除了斜面上的滑块实验,还有许多其他实验也可以用来验证牛顿第二定律,比如通过拉力计实验、通过弹簧测力计实验等。
这些实验都为我们提供了丰富的实验数据,从而验证了牛顿第二定律在各种情况下的适用性。
总之,牛顿第二定律是经典力学中的重要定律,通过实验可以验证其成立。
斜面上的滑块实验是其中一个经典的实验,通过测量滑块的加速度来验证F=ma的数学关系。
通过实验验证,我们可以更加深入地理解牛顿第二定律的实验原理,以及其在物体运动中的重要作用。
牛顿第二定律的物理意义与应用
牛顿第二定律的物理意义与应用牛顿第二定律是经典力学中最为重要的定律之一,它描述了物体运动的原因和规律。
这个定律可以简单地表达为:物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
牛顿第二定律的物理意义和应用广泛而深远,下面将从几个方面来探讨。
首先,牛顿第二定律揭示了物体运动的原因。
根据该定律,物体的加速度与作用在其上的力成正比,这意味着只有当物体受到外力时,它才会发生加速度变化。
换句话说,物体的静止或匀速直线运动都是因为受力平衡的结果。
只有当物体所受的合力不为零时,才会出现运动状态的改变。
这个观点对于我们理解物体的运动机制和探索自然现象具有重要意义。
其次,牛顿第二定律还揭示了物体运动的规律。
根据该定律,物体的加速度与作用在其上的力成正比,与物体的质量成反比。
这意味着,相同的力作用在质量较大的物体上,其加速度将较小;而作用在质量较小的物体上,其加速度将较大。
这个规律在实际生活中有着广泛的应用。
例如,在运动中的汽车中,我们可以通过增加引擎的马力来提高汽车的加速度,或者通过减轻汽车的质量来达到同样的效果。
此外,牛顿第二定律还可以用于解决物体运动中的问题。
通过对物体所受力和加速度的关系进行分析,我们可以计算出物体所受力的大小。
这种方法被广泛应用于工程学和科学研究中。
例如,在建筑设计中,我们可以根据物体所受的重力和加速度来计算出建筑物所需的支撑结构和材料强度。
在航天工程中,我们可以根据火箭的质量和加速度来计算出所需的推力和燃料消耗量。
此外,牛顿第二定律还可以用于研究复杂的力学系统。
在实际问题中,往往存在多个力同时作用在一个物体上的情况。
根据牛顿第二定律,我们可以将这些力进行分解和合成,进而计算出物体的加速度和运动轨迹。
这种方法被广泛应用于天体力学、机械工程等领域。
例如,在天体力学中,我们可以根据行星所受的引力和其他力的作用,来预测行星的轨道和运动状态。
综上所述,牛顿第二定律的物理意义与应用广泛而深远。
牛顿第二定律的含义
牛顿第二定律的含义“同学们,今天我们来深入探讨一下牛顿第二定律。
”我站在讲台上说道。
牛顿第二定律啊,它可是经典力学中的重要定律。
简单来说,就是物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
这是什么意思呢?打个比方,就拿踢足球来说吧,你用力踢足球,足球就会快速飞出去,你踢的力越大,足球的加速度就越大,飞出去的速度就越快,这就是作用力和加速度成正比。
而如果是两个同样大小的球,一个是足球,一个是铅球,你用同样的力去踢它们,足球肯定会飞得远得多,因为铅球的质量大呀,质量越大,相同作用力下加速度就越小,这就是跟质量成反比。
再比如在赛车比赛中,那些赛车的发动机都非常强大,能提供很大的作用力,这样就能让赛车获得很大的加速度,从而在短时间内快速提速,在赛道上飞驰。
而赛车本身的质量也会经过精心设计和优化,在保证强度和安全性的前提下,尽可能减轻质量,这样就能让赛车在同样的动力下跑得更快。
在日常生活中也有很多体现牛顿第二定律的例子。
比如我们推一个箱子,如果箱子很轻,我们很容易就能让它加速移动;但如果箱子很重,我们就得用更大的力才能让它动起来。
还有,我们从高处跳下,落地的时候如果地面很软,我们受到的冲击力就会小一些,因为地面的变形缓冲了一部分力,相当于延长了力的作用时间,从而减小了加速度;但如果是硬地面,那冲击力就会很大,可能会对我们造成伤害。
同学们可能会问,牛顿第二定律有什么用呢?那用处可大了去了。
它是我们理解物体运动和受力关系的基础,在工程、物理、航天等很多领域都有广泛的应用。
工程师们在设计桥梁、飞机、汽车等的时候,都必须要考虑牛顿第二定律,要确保结构在受力的情况下能安全稳定地运行。
而且,牛顿第二定律还能帮助我们解释很多自然现象。
比如为什么雨滴从高空落下不会砸伤人,就是因为雨滴的质量小,在空气阻力的作用下加速度不会太大。
总之,牛顿第二定律是非常重要的一个定律,它让我们对物体的运动和受力有了更深刻的理解,也为我们解决很多实际问题提供了理论依据。
牛顿第二定律
T
θ mg
由于 a =10m/s2 > a0 所以小球会离开斜面, 所以小球会离开斜面,受力如下图
T sinα = mg T cosα = ma ∴T = (mg)2 + (ma)2 2.33(N) =
mg α
T
θ
∴N = 0.
例4.如图所示,质量为0.2kg的小球A用细 绳悬挂于车顶板的O点,当小车在外力作 用下沿倾角为30°的斜面向上做匀加速直线 运动时,球A的悬线恰好与竖直方向成 30°夹角。求: (1)小车沿斜面向上运动的加速度多大? (2)悬线对球A的拉力是多大?
解:对球A做受力分析 A受两个力重力mg、绳子的拉力T 将二力沿图示x、y方向分解 x Tcos30°-mgsin30°=ma ① y Tsin30°-mgcos30°=0 ②
小结: 小结:
牛顿运动定律的应用是力学的重点之一. 牛顿运动定律的应用是力学的重点之一. 在已知运动情况求力或已知力分析运动情 况都是以加速度这一物理量作为(桥梁) 况都是以加速度这一物理量作为(桥梁) 来解决问题. 来解决问题.
牛顿第二定律(含答案)
牛顿第二定律1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,跟物体的质量成反比.2.表达式:F=ma.3.力的单位:当质量m的单位是kg、加速度a的单位是m/s2时,力F的单位就是N,即1 kg•m/s2=1 N.4.物理意义:反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系,且这种关系是瞬时的.5.适用范围:(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.一、牛顿第二定律的理解牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系.联系物体的受力情况和运动情况的桥梁是加速度.可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律.二、应用牛顿运动定律解题的基本方法1.当物体只受两个力作用而做变速运动时,通常根据加速度和合外力方向一致,用平行四边形定则先确定合外力后求解,称为合成法.2.当物体受多个力作用时,通常采用正交分解法.为减少矢量的分解,建立坐标系,确定x 轴正方向有两种方法:(1)分解力不分解加速度,此时一般规定a 方向为x 轴正方向.(2)分解加速度不分解力,此种方法以某种力的方向为x 轴正方向,把加速度分解在x 轴和y 轴上.【例1】如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,自由伸长到B 点,今将一小物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止。
物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是( )A .物体在B 点所受合外力为零B .物体从A 点到B 点速度越来越大,从B 点到C 点速度越来越小C .物体从A 点到B 点速度越来越小,从B 点到C 点加速度不变D .物体从A 点到B 点先加速后减速,从B 点到C 点一直减速运动答案 D【练习1】物体从某一高度自由落下,落在直立于地面的轻弹簧上,如图所示,在A 点物体开始与弹簧接触,到B 点时,物体速度为零,然后被弹回。
B 牛顿第二定律b
• 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 有外力使它改变这种状态为止。(F、m)
• 物体运动状态的改变
• 力是使物体产生加数度的原因,力是改变物体运动状态 的原因,而不是维持物体运动状态的原因。(F、a)
• 那么它们三者(F、m、a)之间有没有关系呢? 我们能不能找到一个式子来定量的描述物体的 运动规律以及它们三者之间的关系呢?
2s
重新演示
2s
4s 1 结论:s a t a1 2 2 2 t
2 1
重新演示
2s 1 结论: a t a 2 s 2 t2
2 2
比较以上两个实验,得:
4s 2s ∵ a1 2 ; a 2 2 t t
∴
a a 2
2
1
∴当F一定时,
a∝
1 M
我们来看看今天的内容:
1.牛顿第二定律的概念及其公式:
2.验证加速度与力的关系:
3.验证加速度与质量的关系: 4.牛顿第二定律的性质: 5.例题:
验证加速度a与力F的关系:
质量为M的物体, 在质量不变时, 忽略一切摩擦力,
M>>m。
2s 1 结论: a t a1 s 2 t2
.
Ff F a
80 9.8 25 m/s 2 9.5 m/s 2 80
G
【例2 】 质量为2. 0 t 的汽车以10 m/s 的速度行驶, 在关闭发动机 5 s 内停下来,求汽车所受的阻力。
分析:汽车关闭发动机后只受到三 个力的作用:重力G 、支持力Fn 和摩 v a 擦阻力Ff ,如图所示。 解:以汽车运动方向为正方向, 由加速度公式得
2 1
重新演示
牛顿第二定律
牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.2.公式:F=ma3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma 中的F 为物体所受到的合外力.(2)F =ma 中的m ,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F 是系统受到的合外力,则m 是系统的合质量.(3)F =ma 中的 F 与a 有瞬时对应关系, F 变a 则变,F 大小变,a 则大小变,F 方向变a 也方向变.(4)F =ma 中的 F 与a 有矢量对应关系, a 的方向一定与F 的方向相同。
(5)F =ma 中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.(6)F =ma 中,F 的单位是牛顿,m 的单位是千克,a 的单位是米/秒2.(7)F =ma 的适用范围:宏观、低速【例1】如图所示,轻绳跨过定滑轮(与滑轮问摩擦不计)一端系一质量为m 的物体,一端用P N 的拉力,结果物体上升的加速度为a 1,后来将P N 的力改为重力为P N 的物体,m 向上的加速度为a 2则( )A .a 1=a 2 ;B .a 1>a 2 ;C 、a 1<a 2 ;D .无法判断简析:a 1=P/m ,a 2=p/(m +gP )所以a 1>a 2 注意: F =ma 关系中的m 为系统的合质量.二、突变类问题(力的瞬时性)(1)物体运动的加速度a 与其所受的合外力F 有瞬时对应关系,每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力,而与这一瞬时之前或之后的力无关,不等于零的合外力作用的物体上,物体立即产生加速度;若合外力的大小或方向改变,加速度的大小或方向也立即(同时)改变;若合外力变为零,加速度也立即变为零(物体运动的加速度可以突变)。
(2)中学物理中的“绳”和“线”,是理想化模型,具有如下几个特性:A .轻:即绳(或线)的质量和重力均可视为等于零,同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张为大小相等。
牛顿第二定律
牛顿第二定律即牛顿第二运动定律物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”,即动量对时间的一阶导数等于外力之和。
牛顿第二定律说明了在宏观低速下,比例式表达:a∝F/m,F∝ma;用数学表达式可以写成F=kma,其中的k为比例系数,是一个常数。
但由于当时没有规定多大的力作为力的单位,比例系数k的选取就有一定的任意性,如果取k=1,就有F=ma,这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式。
1英文名称Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration2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,且与物体质量的倒数成正比。
加速度的方向跟作用力的方向相同.在国际单位中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg 的物体产生1m/s²加速度的力,叫做1N。
即1N=1kgm/s²。
3公式F合=ma注:单位为N(牛)或者kgm/s²(千克米每二次方秒)动量为p的物体,在合外力为F的作用下,其动量随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
用通俗一点的话来说,就是以t为自变量,p为因变量的函数的导数,就是该点所受的合外力。
即:而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有这也叫动量定理。
在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而依然适用。
由实验可得在加速度一定的情况下,在质量一定的情况下。
(只有当F以N,m以kg,a以为单位时,F合=ma成立)牛顿第二定律可以用比例式来表示,这就是:a∝F/m 或F∝ma这个比例式也可以写成等式:其中k是比例系数。
[1](详见高中物理人教版教材必修一p74页)简介1、牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
牛顿第二定律(解析版)
牛顿第二定律1.解题步骤:(1)确定研究对象,进行受力分析,画受力图。
(2)建立XOY 坐标系,将各个力进行正交分解。
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程。
(4)统一单位,求解方程,对结果进行讨论。
力 加速度 运动∑F=ma a =t V V t 0- 2022t tV s a -= s V V a t 2202-= 2Tsa ∆=2.牛顿第二定律要点(1)牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(2)牛顿第二定律是实验定律,实验采用“控制变量法”进行研究。
(3)对牛顿第二定律的理解①矢量性:牛顿第二定律是一个矢量方程,加速度与合外力方向一致.②瞬时性:力是产生加速度的原因,加速度与力同时存在、同时变化、同时消失.③独立性:当物体受几个力的作用时,每一个力分别产生的加速度只与此力有关,与其它力无关,这些加速度的矢量和即物体运动的加速度. ④同体性:公式中,质量、加速度和合外力均应对应同一个物体(系统).1.超重和失重:超重:加速度方向向上(加速向上或减速向下运动) 失重:加速度方向向下(加速向下或减速向上运动) 2.超重、失重和完全失重的比较maF =合超重现象失重现象完全失重现象概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□05大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□06小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)□07等于零的现象产生条件物体的加速度方向□08竖直向上物体的加速度方向□09竖直向下物体的加速度方向□10竖直向下,大小□11a=g 原理方程F-mg=maF=m(g+a)mg-F=maF=m(g-a)mg-F=maa=gF=0运动状态□12加速上升或□13减速下降□14加速下降或□15减速上升以a=g□16加速下降或□17减速上升[典例1]如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态.现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度?若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求求剪断轻弹簧瞬时物体的加速度?【解析】设l1线上拉力为T1,l2轻弹簧上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mg tgθ,剪断线的瞬间,弹簧的长度末发生变化,力大小和方向都不变,物体即在T2反方向获得加速度.因为mg tgθ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T2反方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
F合 ma
说明: 1.瞬时性:a与F瞬时对应;
2.矢量性: a与F方向相同;
3. 独立性:F为一个力时,a即为其加速度。 F为合力时,a对应的是合加速 度。
柴太旺 2012.12.5
B 牛顿第二定律
1.在牛顿第二定律F=kma中,有关比例系数k的下 列说法,正确的是: A:在任何情况下k都等于1; B:k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的; C:k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的; D:在国际单位制中,k=1.
柴太旺
2012.12.5
例:质量为8103千克的汽车,在水平的公路上沿直 线行驶,汽车的牵引力为1.45104牛,所受阻力为2.5 103牛.求:汽车前进时的加速度. 解题格式: 解 :对 ,受力分析如图. 建立如图所示坐标系. 由牛顿第二定律得: F-f=ma 汽车
N F
解得:
a=1.5 m/s2
F kma
规定:使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速 度的力,叫做1牛顿。即 1牛=1千克•米/秒2 2 1N=1Kg.m/s K=1
B 牛顿第二定律 柴太旺 2012.12.5
二.牛顿第二定律的理解: 物体的加速度跟物体所受的外力的合力成正比, 跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的 方向相同.
B 牛顿第二定律 柴太旺
a (m/s 2 )
0.268 0.211 0.174 0.149
实验结论
①加速度与物体所受的合力的关系: 结论:当物体质量不变时,加速度随合外力 的增大而增大。 ②加速度与物体质量的关系: 结论:当物体所受合外力不变时,所获加速 度随物体质量的增大而减小。
B 牛顿第二定律
B 牛顿第二定律
柴太旺 A:物体所受合外力为零,物体的速度必为零. B:物体所受合外力越大,物体的加速度越大, 速度也越大. C:物体的速度方向一定与物体受到的合外力的 方向一致. D:物体的加速度方向一定与物体所受到的合外 力方向相同.
B 牛顿第二定律
柴太旺
探究物体加速度与合外力、质量三者之间精确的数量关系
(实验数据)
表一:
几位同学的实验数据:
车m = 186.7g(固定)
表二: 几位同学的实验数据: F = 0.05N(固定) 1/m 0.0054 0.0042 0.0035 0.003
2012.12.5
数 数 2 F(N) a(m/s ) m(g) 据 据 1 186.7 1 0.05 0.268 2 236.7 2 0.083 0.435 3 286.7 3 0.115 0.616 4 336.7 4 0.18 0.964
y N
f F
F cos f m a N F sin G 0 f N
m
x
G
F cos mg F sin 解得: a
B 牛顿第二定律 柴太旺 2012.12.5
作业:
1 、课后练习1-7
2 、预习P10-15, P′ 46-49,练习8-16
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
祝你成功!
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
2012.12.5
3.一个质量为2kg的物体同时受到两个力的 作用,这两个力的大小分别为2N和6N,当 两个力的方向发生变化时,物体的加速度大 小可能为: A.1m/s2 B.2m/s2 C. 3m/s2 D.4m/s2
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
4.某静止物体受一对平衡力作用,现将 其中一个力先减小到零后再增大恢复到 原来的大小,方向保持,另一个力保持 不变,试分析在此过程中,该物体的加 速度和速度变化情况如何?
B 牛顿第二定律 柴太旺
f G
2012.12.5
练:如图,位于水平地面上质量为m的木块,在大小 为F,方向与水平方向成角的拉力作用下,沿地面 作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数 为,求:木块的加速度.
v
F
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
练:如图,位于水平地面上质量为m的木块,在大 小为F,方向与水平方向成角的拉力作用下,沿 地面作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩 擦因数为,求:木块的加速度. 解:对木块,受力分析如图. 建立如图所示坐标系. 由牛顿第二定律得:
柴太旺
2012.12.5
a(m/s2)
1.4 1.2 1.0 0.8 0.6
a∝F
0.4
0.2 0
B 牛顿第二定律
0.05
0.1
柴太旺
0.15
0.20
2012.12.5
F(N)
a(m/s2)
0.35 0.30 0.25
0.20
0.15
0.10
0.05 0
B 牛顿第二定律
100
200
柴太旺
300
400
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
例:质量为8103千克的汽车,在水平的公路上沿 直线行驶,汽车的牵引力为1.45104牛,所受阻力 为2.5 103牛.求:汽车前进时的加速度.
解题步骤:
1.研究对象: 汽车. 2.受力分析.
3.建立坐标系.
4.由F合=ma列方程.
5.解得:a.
B 牛顿第二定律
2012.12.5
m/g
a(m/s2)
0.35 0.30
a∝1/m
0.25
0.20
0.15
0.10 0.05 0 0.001 0.002
柴太旺
1/m
0.003 0.004
2012.12.5
0.005
B 牛顿第二定律
牛顿第二定律
一.牛顿第二定律:
1.内容:物体的加速度跟物体所受的合外力 成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向 跟合外力方向相同。 F 2.公式: a 或 F ma m
牛顿第二定律
B 牛顿第二定律
柴太旺
2012.12.5
回顾与拓展
• 牛顿第一定律 • 加速度与哪些因素有关呢?
一、猜想:物体所获得的加速度与物体
的受力情况及物体的质量有关. • 如何验证我们的猜想呢? • 变量控制法 。
先控制m不变,研究a与F的关系; 再控制F不变,研究a与m的关系。
斜面小车实验
B 牛顿第二定律 柴太旺 2012.12.5