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4.3 牛頓第二定律
新課導入
如果你是一名F1賽車設(shè)計師，要求賽車在起跑時獲得較大的加速度，可以通過什么實現(xiàn)？
學習目標
1.掌握牛頓第二定律的文字表述和數(shù)學表達式；
2.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的；
3.理解并應(yīng)用牛頓第二定律解決問題。
復(fù)習回顧
數(shù)據(jù)處理得：
實驗結(jié)論：
當m一定時，a和F成正比
1、質(zhì)量m一定，加速度a與力F的關(guān)系
復(fù)習回顧
2、力F一定，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系
數(shù)據(jù)處理得：
m
實驗結(jié)論：
當F一定時，a和m成反比
牛頓第二定律的內(nèi)容
m
1
a

F一定時
a

F
m一定時
m
F
a

ma
F

kma
F
=
內(nèi)容：物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向與合外力的方向一致。
牛頓第二定律的表達式
當 k =1時， F = ma= 1 kg×1m/s2 = 1 kg·m/s2
把 1 kg·m/s2 叫做一個單位的力
1 N = 1 kg·m/s2
選用國際單位制時： F = ma
F=kma中k的取值是多少
牛頓第二定律的理解 F=ma
從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度。可是我們用力推一個的物很重的箱子時卻推不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個現(xiàn)象？
F
F阻
F=ma
合外力
牛頓第二定律的理解 F=ma
同體性：F、m、a是對同一個物體而言
矢量性：加速度的方向總與合外力方向相同
瞬時性：同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失
獨立性：作用于物體的每一個力都會產(chǎn)生相應(yīng)的加速度，其大小和方向與物體所受的其他外力無關(guān)。物體的加速度則是每個力所產(chǎn)生加速度的合加速度（矢量和）。
m
F1
F2
m
M
F
牛頓第二定律的應(yīng)用
例1:在平直路面上，質(zhì)量為1100 kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100 km/h時取消動力，經(jīng)過70 s停了下來。汽車受到的阻力是多少？重新起步加速時牽引力為2000 N，產(chǎn)生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。
解：當汽車取消動力后，只受阻力作用，汽車做勻減速直線運動
此時加速度：
由牛頓第二運動定律：
汽車受到的阻力是437 N，方向與運動方向相反。
牛頓第二定律的應(yīng)用
例1:在平直路面上，質(zhì)量為1100 kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100 km/h時取消動力，經(jīng)過70 s停了下來。汽車受到的阻力是多少？重新起步加速時牽引力為2000 N，產(chǎn)生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。
解：當汽車重新起步后，受到牽引力和阻力的共同作用，汽車做勻加速直線運動
汽車所受的合力：
由牛頓第二運動定律：
重新起步產(chǎn)生的加速度是1.42 m/s2，方向與運動方向相同。
牛頓第二定律的應(yīng)用
例2：某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度（圖4.3-4）。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。
方法一：
解：以小球為研究對象，受力如圖所示，拉力與重力的合力水平向右
根據(jù)牛頓第二定律
牛頓第二定律的應(yīng)用
例2：某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度（圖4.3-4）。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。
方法二：
解：以小球為研究對象，受力如圖所示，建立坐標系進行正交分解，豎直方向合外力為零，水平方向有加速度
豎直方向：
水平方向：
兩式聯(lián)立可得：
解決問題
如果你是一名F1賽車設(shè)計師，要求賽車在起跑時獲得較大的加速度，可以通過什么實現(xiàn)？
牛頓第二定律小結(jié)
牛頓第二定律
內(nèi)容：物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向與合外力的方向一致
表達式：F=ma
理解：同體性，矢量性，
瞬時性，獨立性
應(yīng)用

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