文档介绍：牛顿第二定律
(一)牛顿第二定律:
1. 通过演示实验定量研究加速度a与力F及质量m的关系:
(1)研究方法:
①控制变量法,是研究多个物理量之间关系的一种常用方法,即在多因素的实验中,可先控制一些量不变,依次研究某一因素的影响,因加速度与力、质量都有关,所以采用控制变量法,先固定一个量如质量,使力变化,测加速度与力之间的关系,再固定力不变测加速度与质量的关系。
②对每个实验是用比较物体的位移大小来比较它们的加速度a的:力和质量可以直接测量出来,而加速度大小不能直接测量出来,通过两小车位移S来比较它们加速度大小,两车t相同,,即。
(2)实验条件,小车放在光滑的水平板上,细绳对小车施力方向水平,定滑轮光滑,砝码跟小车相比质量较小(10%以下),这时小车所受合力大小就是细绳对小车的拉力等于砝码盘及砝码重力之和。
(3)研究质量一定的条件下,加速度与力的关系:
取两个质量相等的小车,用天平测出质量,用弹簧秤测出砝码及盘的重力(和),另一车上加不同的砝码,同时释放同时制动,用刻度尺量出两车位移(见表一)
(4)研究力一定的情况下,加速度跟质量的关系:
仍用前面的装置取相同的砝码增加一个小车的质量。同时从静止释放。
测出相同时间内两车位移(见表二)
表一(m一定)
小车1
小车2
表二(F一定)
小车1
小车2
(5)归纳总结:
①由表一得: ∴
②由表二得:
③由,得
即(1)
由
即(2)
综合(1)和(2)式得:(3)
取国际单位制,
上式即为牛顿第二定律的表达式。
2. 牛顿第二定律:
(1)内容:物体的加速度与所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度方向与合力方向相同。
(2)公式
(3)意义
①定量描述了运动与力的关系。
②指出了力与加速度的因果关系,力是产生加速度的原因。
③矢量关系:加速度方向与合外力方向相同。
④三量单位关系:若质量为1kg,运动加速度为,那么所受力大小为1N。
⑤瞬时对应关系:当合力为恒力,产生的加速度恒定,若力变化,加速度同时变化。
3. 由牛顿第二定律可确定力与运动性质:
(1)物体的运动性质由所受力决定。
物体受什么样的力就产生相应的加速度所以运动性质由所受力来决定。
①,则,物体或匀速直线运动或静止,处于平衡状态。
②恒定,则a恒定,物体做匀变速运动。若初速为0,则做匀加速直线运动。若与初速反向,则做匀减速直线运动。若与初速度方向不在一条直线上物体做匀变速曲线运动。
③变化,a变化,物体做非匀变速运动。
4. 牛顿第二定律与第一定律是彼此独立的不能互相代替。
5. 应用牛顿第二定律解题的一般步骤:
(1)确定研究对象。(2)分析受力。
(3)建立坐标系或正方向。(4)求合力
(5)列方程(6)求解
(7)讨论
二. 重难点分析:
1. 牛顿第二定律的“八性”
(1)模型性牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或可看成质点模型的物体。
(2)因果性力是产生加速度的原因,质量是物体惯性大小的量度,物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的