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4.3 牛顿第二定律课件

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4.3 牛顿第二定律课件

  • 2021-12-12 15:00:54
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4.3牛顿第二定律 赛车质量小、动力大,容易在短时间内获得较大的速度,也就是说,赛车的加速度大。物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢?通过上节的探究实验,你找到了吗?F 上节课的实验结果表明,小车的加速度a与它所受的作用力F成正比,与它的质量m成反比。那么,对于任何物体都是这样的吗? 如果我们多做几次类似的实验,每次实验的点都可以拟合成直线,而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点,那么,实际规律很可能就是这样的。 一、牛顿第二定律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=kmak是比例系数,没有单位。 取质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米每二次方妙(m/s2),根据上述牛顿第二定律加速度与力、质量的关系,我们应该怎样确定力的单位?F合=kma由于k是比例系数,没有单位。所以力F的单位取决于质量m和加速度a。F合=kg.m/s2牛顿N 二、力的单位在质量的单位去千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s2),力的单位去牛顿(N)F合=maF指的是物体所受的合力m为物体的质量a是物体的加速度,注意方向①矢量关系:加速度的方向与合力的方向相同②同体关系:F、m、a各量必须对应同一个物体 ③瞬时关系: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;有力即有加速度;合外力消失,加速度立刻消失;所以加速度与力一样,可以突变,而速度是无法突变的。 例题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。分析由于路面水平,汽车在竖直方向受到的重力与地面的支持力大小相等、方向相反,合力为0、所以只需要考虑汽车在水平方向的运动。在水平方向,只有牵引力和阻力,使汽车产生加速度的力是这两个力的合力。mgF支竖直方向合力为0F阻F牵F牵和F阻的合力产生加速度a,用牛二定律F=ma可求。而加速度a又可以求解。联立方程即可。 解:正常行驶F阻F牵关闭发动机F阻负号表示阻力方向与汽车前进方向相反 重新起步F阻F牵代入数据得: 解题的一般步骤:(1)确定研究对象,构建模型:(2)对这个物体进行受力分析:(3)正交分解:建立直角坐标系转化为四力的模式顺序:yxmgFNTT1T2)amgFNF牵Ff 水平或竖直方向:F合=运动方向的力-反向的力建立坐标系:x、y轴:F合=运动方向的力-反向的力(5)根据牛顿第二定律列方程F合=ma速度公式:vt=vo+at导出公式:vt2-v02=2ax(6)画运动草图,应用运动学公式求未知(4)运动分析:判断物体的运动方向,求合力F合位移公式: 例题2:某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,在:列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中,悬线与竖直方向的夹角为θ,求列车的加速度。分析列车在加速行驶的过程中,小球始终与列车保持相对静止状态,所以,小球的加速度与列车的加速度相同。解:方法1利用合成法。 方法2(1)确定研究对象,构建模型:(小球)(2)对这个物体进行受力分析:①放在水平面上竖直向下的重力mg;mg②斜向上的拉力FT。FT(3)正交分解:建立直角坐标系转化为四力的模式yxFxFy(4)运动分析:判断物体的运动方向,求合力F合)θ物体向右加速运动;所以在竖直方向没有发生位移,没有加速度,所以重力mg和Fy大小相等、方向相反,彼此平衡。mg=Fy=FTcosθ F合=T1=Tsinθ(5)根据牛顿第二定律列方程F合=maTsinθ=ma物体在水平方向加速运动,所以有:F合=运动方向的力-反向的力=0-T1联立求得小球的加速度aa=gtanθ (1)确定研究对象,构建模型:(2)对这个物体进行受力分析:解:①竖直向下的重力mg;②地面对车向上的支持力FN;③水平向右的推力F推;水平路面上质量是30kg的手推车,在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速运动。如果撮去推力,车的加速度是多少?mgFNF推Ff摩擦力Ff。课堂练习(3)正交分解:建立直角坐标系转化为四力的模式 物体在水平方向加速运动,所以有:F合=运动方向的力-反向的力=F推-Ff代入数据得:(5)根据牛顿第二定律列方程F合=ma。F推-Ff=ma160-Ff=30×1.5Ff=15N(4)运动分析:判断物体的运动方向,求合力F合物体向右加速运动;所以在竖直方向没有发生位移,没有加速度,所以重力mg和FN大小相等、方向相反,彼此平衡。mg=FN 同理撤去推力后:mgF支FfF合=运动方向的力-反向的力=0-Ff负号表示与运动方向相反。-Ff=ma2代入数据得: 科学漫步用动力学方法测质量(阅读)由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。大家知道,质量可以用天平来测量。但是在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量,那么应该如何测量呢? 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=maF指的是物体所受的合力m为物体的质量a是物体的加速度,注意方向单位:N①矢量关系:速度的方向与合力的方向相同②同体关系:F、m、a各量必须对应同一个物体③瞬时关系: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;有力即有加速度;合外力消失,加速度立刻消失;所以加速度与力一样,可以突变,而速度是无法突变的。 查看更多

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