文档介绍：牛顿第二定律
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巩固练****br/>牛顿简介
加速度和力的关系
加速度和质量的关系
牛顿第二定律
牛顿简介
加速度和力的关系
加速度和质量的关系
牛顿第二定律
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出
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艾萨克· 牛顿是有史以来最伟大的科学家。他的主要作品包括运动定律、引力定律及微积分。他的每一个成就都足以证明他是历史上天才的发明家。
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牛顿是一位独特的学者,他研究问题的专注程度令人惊讶,他对工作全神贯注,不顾个人生活,经常连续几天不吃不睡, 当问他如何做出发现时,他说:“因为总是在思考。”他还说:“在做出发现之前,我始终关注某一问题,并且等待着直到黎明的曙光一点一点地迎来阳光灿烂的白昼。”
牛顿享年83岁,按照国葬被埋在威斯敏斯特教堂。当时的罗马教皇亚历山大写了一份恰当的颂辞:
自然和自然定律被黑暗隐藏起来;
上帝说,让牛顿在!一切都会变得光明。
如右图:小车的质量都为500克,砝码的质量为100克。小盘的质量可以忽略,让小车在绳子的恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。
由图可知两小车的质量相等,甲受到的拉力F甲=1N,乙受到的拉力F乙=2 N。
由S=1/2 at2,我们可以求出加速度a ,a甲=1m/s2 , a乙=2m/s2。
加速度和力的关系:
18cm
8cm
2cm
小车乙
9cm
4cm
1cm
小车甲
时间
位
移
物体
从打点记时器打出的纸带得到如下表数据:
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甲
乙
由大量的实验表明:对于质量相等的物体来说,物体的加速度跟作用在它上面的力成正比。
用数学式子表示就是:
a甲/a乙=F甲/F乙
或者:
a F
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加速度和质量的关系:
如右图:小车的质量都为500克,砝码的质量为100克。小盘的质量可以忽略,让小车在绳子的恒定拉力下做初速度为零的匀加速运动。
由图可知两小车受到的拉力相等,甲小车的质量M甲=600g , 乙小车的质量 M乙=1000g。
由S=1/2 at2,我们可以求出加速度a ,a甲=5m/s2 , a乙=3m/s2。
小车乙
小车甲
时间
位
移
物体
从打点记时器打出的纸带得到如下表数据:
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甲
甲
乙
由大量的实验表明:在相同的力的作用下,加速度跟质量成反比。
用数学式子表示就是:
a甲/a乙=m乙/m甲
或者:
a 1 / m
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根据加速度和力与质量的关系研究,我们对力与质量和加速度的关系得到结论:
物体的加速度跟作用力成正比, 跟物体的质量成反比。
这就是牛顿第二定律。
加速度和力都是矢量,它们都是有方向的。牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系,还确定了它们的方向之间的关系:
加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。
牛顿第二定律用数学式子表示就是:
或者:
a F/m
F ma
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前面两式子可以改写成等式F=ma。式子的k是比例常数。如果公式中的物理量选择合适的单位,可以使k=1,从而使公式简化。
我们知道,在国际单位制中,力的单位是牛顿。牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的: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
可见,如果都用国际单位制的单位,在上式中就可以使k=1,上式简化成:
F = ma
这就是牛顿第二定律的公式。
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前面讲的的是物体受一个力作用的情况。物体受几个力作用时,牛顿第二定律也是正确的,不过这时F代表所受外力的合力。牛顿第二定律的更一般表述是:
物体的加速度跟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。
写成公式就是:
从牛顿第二定律的公式我们可以看出:合外力恒定不变时,加速度恒定不变,物体就做匀变速运动;合外力随着时间的改变,加速度也随着时间的改变;合外力为零时,加速度为零,物体就处于静止状态或做匀速直线运动。
F合=ma.
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