牛顿第二定律
牛顿第二定律
目录
CONTENTS
• 牛顿第二定律的概述 • 牛顿第二定律的背景知识 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第二定律的实验验证 • 牛顿第二定律的深入理解 • 牛顿第二定律的拓展学习
01 牛顿第二定律的概述
定义
01
牛顿第二定律指的是物体加速度 的大小与作用力成正比，与物体 的质量成反比。
02
具体来说，如果作用力F作用在质 量为m的物体上，产生的加速度为 a，则有F=ma。
公式表达
F=ma是牛顿第二定律的公式表达， 其中F表示作用力，m表示物体的质 量，a表示加速度。
这个公式表明，作用力、质量和加速 度之间存在直接关系，当作用力一定 时，质量越大，加速度越小；反之， 质量越小，加速度越大。
动量守恒定律与牛顿第二定律的关系
总结词
动量守恒定律是牛顿第二定律在一段时间内的表现。
详细描述
动量守恒定律表述为系统的初始动量与末动量之和为零，即P=P'. 而牛顿第二定律则表述为力作用在物体上产生 的加速度，使物体的速度发生变化，从而导致动量发生变化。因此，动量守恒定律可以看作是牛顿第二定律在一 段时间内积分的结果。
车辆安全
航空航天
通过分析车辆碰撞时的力学原理，可 以更好地设计安全防护装置和安全气 囊等设备。
在航空航天领域，牛顿第二定律的应 用更加广泛，例如分析飞行器的飞行 轨迹、火箭的发射和卫星的运动等。
建筑结构
在设计建筑结构时，需要分析各种力 和力矩的作用，以确保结构的稳定性 和安全性。
04 牛顿第二定律的实验验证
运动状态改变的原因是受到力的作用。
量子力学中的牛顿第二定律
要点一
总结词
要点二
详细描述
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
牛顿第二运动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。
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1加速度的力，叫做1N。
即1N=。
3公式F合=ma注：单位为N（牛）或者（千克米每二次方秒），N=。
(当单位皆取国际单位制时，k=1，即为)牛顿发表的原始公式：（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：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=m a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=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：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）4几点说明简介1、牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
牛顿定律第二定律的三个公式
牛顿定律第二定律的三个公式牛顿第二定律是高中物理中的重要知识点，它有三个常用的公式，分别是 F = ma 、F = Δp/Δt 、m = F/a 。
先来说说 F = ma 这个公式，其中 F 表示物体所受的合力，m 是物体的质量，a 是物体的加速度。
这就好比我们骑自行车，你用力蹬车，这个力就是 F ，车的质量就是 m ，而车加速前进的快慢就是 a 。
我记得有一次在公园里，看到一个小朋友在玩滑板车。
他刚开始滑得很慢，然后他的爸爸在后面轻轻推了他一把。
这一推，就相当于给滑板车施加了一个力 F 。
而滑板车本身有一定的质量 m ，在这个推力的作用下，滑板车的速度明显加快了，产生的加速度 a 让小朋友兴奋得大叫。
这就是一个很直观的牛顿第二定律的体现。
再看F = Δp/Δt 这个公式，其中Δp 是动量的变化量，Δt 是变化所用的时间。
就像打乒乓球，当你挥拍击球的瞬间，球拍给球施加的力F ，会在很短的时间Δt 内改变球的动量Δp ，让球快速飞向对方。
还有 m = F/a 这个公式，它告诉我们如果知道了合力 F 和加速度 a ，就能算出物体的质量 m 。
比如说在一次学校的科技节活动中，有一个比赛是用自制的小车拉重物。
有的小组做的小车很结实，质量 m 比较大，但如果施加的拉力 F 不变，加速度 a 就会相对较小，车子启动和加速就比较慢；而有的小组做的小车比较轻巧，质量 m 小，同样的拉力 F 能产生更大的加速度 a ，跑得就快多了。
在实际生活中，牛顿第二定律的应用无处不在。
比如汽车的加速、火箭的发射，甚至是我们跑步时脚步蹬地的力量与身体前进的速度变化，都离不开牛顿第二定律的作用。
学习牛顿第二定律的三个公式，不能仅仅停留在理论层面，更要学会在实际问题中去运用它们。
当我们理解了这些公式背后的物理意义，就能更好地解释和预测周围世界中物体的运动状态。
总之，牛顿第二定律的这三个公式虽然看起来简单，但却蕴含着深刻的物理道理，它们是我们理解和探索物理世界的重要工具。
物理学概念：牛顿第二定律简介
物理学概念：牛顿第二定律简介什么是牛顿第二定律？牛顿第二定律是物理学中最重要的基本定律之一，由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出。
它描述了力对于物体运动产生影响的关系，并用数学公式来表示。
根据牛顿第二定律，当一个物体受到作用力时，它所产生的加速度与施加在其上的力成正比，与物体的质量成反比。
牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律可以通过以下数学公式来表示：F = m * a其中，F表示施加在物体上的力（单位为牛顿），m表示物体的质量（单位为千克），a表示物体的加速度（单位为米每秒平方）。
牛顿第二定律的应用计算力、质量或加速度根据牛顿第二定律的公式，我们可以利用已知条件计算未知参数。
例如，如果我们已知某个物体受到的力和其质量，我们可以通过公式计算该物体的加速度。
同样地，如果我们已知某个物体的质量和加速度，我们可以计算施加在其上的力。
弹力与牛顿第二定律弹性力也符合牛顿第二定律的规律。
当一个物体受到弹簧或橡皮筋等产生的弹力时，该物体会产生加速度，根据牛顿第二定律进行计算。
惯性与牛顿第二定律根据牛顿第二定律的描述，物体的质量越大，施加相同力后获得的加速度越小。
这是因为较大质量的物体具有更高的惯性，即对改变其运动状态抵抗能力更强。
牛顿第二定律的重要性牛顿第二定律被认为是经典力学中最基本和重要的原理之一。
它建立了运动学与动力学之间的桥梁，并解释了物体运动及其受力关系。
无论在日常生活中还是科学研究中，我们都可以应用牛顿第二定律来推导、解释和预测各种现象和过程。
综上所述，牛顿第二定律是描述力对于物体运动影响关系的基本原理。
它的数学表达式和应用范围使其成为物理学中不可或缺的概念。
通过了解牛顿第二定律，我们能够更好地理解和解释物体的运动行为。
牛顿第二定律
牛顿第二定律牛顿第二定律是经典力学中的一个重要定律，描述了物体受力时的加速度与施加在物体上的力之间的关系。
它是牛顿三大运动定律之一，也被称为力学的基本定律之一。
本文将从牛顿第二定律的历史背景、具体表达式以及实际应用等方面进行探讨。
一、历史背景牛顿第二定律由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出。
在牛顿之前，世界上对运动定律的认识还比较模糊。
而牛顿通过多次的实验观察和理论分析，提出了这个关于力和运动的基本定律，从而奠定了经典力学的基础。
二、定义与表达式牛顿第二定律的定义可以简单地表述为：当一个物体受到外力作用时，它的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，且与作用力和质量的乘积成正比。
具体的表达式可以用以下公式来表示：F = ma其中，F表示物体所受的合力，m为物体的质量，a为物体的加速度。
三、实际应用牛顿第二定律在物理学的研究和实际应用中具有广泛的应用价值。
以下是一些常见的实际应用示例：1. 机械运动在机械运动中，牛顿第二定律可以用来计算物体的加速度以及所需的力。
例如，当我们使用力推动一个物体时，可以通过牛顿第二定律来计算物体的加速度，从而预测物体的运动轨迹。
2. 环境工程在环境工程中，牛顿第二定律可以用来计算物体所受的外力大小。
例如，当工程师设计桥梁或建筑物时，需要考虑所承受的荷载大小，通过应用牛顿第二定律可以计算出设计所需的结构强度。
3. 交通工程在交通工程中，牛顿第二定律可以用来计算车辆的加速度和速度。
例如，在汽车工程中，通过应用牛顿第二定律可以计算出车辆受到的驱动力，从而预测车辆的加速度和速度。
4. 物体的平衡牛顿第二定律可以用来分析物体的平衡状态。
当物体所受合力为零时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度也为零，即物体处于静止或匀速直线运动状态。
综上所述，牛顿第二定律是力学中的一个基本定律，可以用来描述物体受力时的加速度与施加在物体上的力之间的关系。
它在物理学的研究和实际应用中起着重要的作用，被广泛应用于各个领域。
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。
牛顿第二定律
• 一、“四性”
加深了解
• ①同体性：
•
是指F合、m和a都是对于“同一种物体”而言，解
题时拟定研究对象和精确旳受力分析是关键。
• ②矢量性：
•
物体加速度a旳方向与物体所受合外力F合旳方向
一直相同。
• ③瞬时性：
• 牛顿第二定律阐明力旳瞬时效应能产生加速度， 物体旳加速度和物体所受旳合外力总是同生、同灭、 同步变化。
F-f=ma 解得:
f a=1.5 m/s2
N F
G
例3、一种物体质量是2kg，受到互成1200角旳两个 力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 旳共同作用，另外没有其 他旳力。这个物体产生旳加速度是多大？
解法1：先对两力进行正交分解，然后再求合力。见课本P7速度。
F1
由平行四边形定则可知， F1、 F2、
F合
F合 构成了一种等边三角形，故 F合
=10 N a = F合 /m =（10/2 ）m/s2= 5 m/s2
F2
加速度旳方向和合力方向相同。
• 例4、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N旳力与 水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀 速迈进，求物体受到旳摩擦力和支持力。
三、a旳定义式和决定式：
• 1、定义式a=△v/△t ,反应旳是速度变化快慢旳物理量， 速度变化量△v旳大小由加速度a和时间△t决定。
• 2、由牛顿第二定律可知a=F/m，加速度a由物体所受合 外力F和质量m决定；
跟踪练习
• 1、下列对牛顿第二定律旳体现式F＝ma及其 变形公式旳了解，正确旳是：( CD )
• 联立以上方程并带入数据
• 可解得: a=0.5m/s2
y
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教材分析:
牛顿第二定律它就是在实验基础上建立起来的重要规律,也就是动力学的核心内容。
而牛顿第二定律就是牛顿第一定律的延续,就是整个运动力学理论的核心规律,就是本章的重点与中心内容。
它在力学中占有很重要的地位,反映了力、加速度、质量三个物理量之间的定量关系,就是一条适用于惯性系中的各种机械运动的基本定律,就是经典牛顿力学的一大支柱。
而且牛顿第二定律在生活生产中都有着非常重要的作用,如设计机器、研究天体运动,计算人造卫星轨道等等都与牛顿第二定律有关。
教科书将牛顿第二定律的探究实验与公式表达分成了两节内容,目的在于加强实验探究与突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。
牛顿第二定律的首要价值就是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。
本节内容就是在上节实验的基础上,通过分析说明,提出了牛顿第二定律的具体表述,得到了牛顿第二定律的数学表达式。
教科书突出了力的单位“1牛顿”的物理意义,并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。
教学目标:
教学重点
牛顿第二定律的特点
教学难点
(1)牛顿第二定律的理解.
(2)理解k＝1时,F=ma
教学过程
【新课导入】
师:利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.
学生观瞧,讨论上节课的实验过程与实验结果.
师:通过上一节课的实验,我们知道当物体的质量不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?
生:当物体的质量不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比,
师:当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?
生:当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比. 学@科网
师:当物体所受的力与物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?
【新课教学】
一、牛顿第二定律
师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比.
师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?
生:a∝F/m
师:如何把以上式子写成等式?
生:需要引入比例常数k
a＝kF/m
师:我们可以把上式再变形为F=kma.
选取合适的单位,上式可以,简化。
前面已经学过,在国际单位制中力的单位就是牛顿.其实,国际上牛顿这个单位就是这样定义的:质量为1 kg的物体,获得1 m／s2的加速度时,受到的合外力为1 N,即1 N=1 kg·m／s2.
可见,如果各量都采用国际单位,则k=1,F＝ma
这就就是牛顿第二定律的数学表达式.
师:牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系,还描述了它们的方向关系,结合上节课实验的探究,它们的方向关系如何?
生:质量m就是标量,没有方向.合力的方向与加速度方向相同.
师:对,我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?
生:物体的加速度跟所受的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同.
师:加速度的方向与合外力的方向始终一致,我们说牛顿第二定律具有同向性。
[讨论与交流]
以问题探究的形式深刻理解牛顿第二定律:
通过蚂蚁推不动砖块→理解F为合外力;
通过加速度的决定式与定义式的比较→理解力与加速度的因果关系及其同向性;
通过球压缩弹簧→理解加速度与力的瞬时对应关系;
通过一个简单的连接体→理解质量、加速度、力的同体性
学生讨论总结得出:加速度与合外力的同向性、瞬时性、同体性、因果关系等等。
【课堂例题】
例题1:某质量为2t的汽车在平直路面以10m／s的速度行驶,设阻力不变。
设置程序问题,降低梯度,使不同层次的学生都受益……
例题2:一个物体,质量就是2 kg,受到互成120°角的两个力F1与F2的作用。
这两个力的大小都就是10N,这两个力产生的加速度就是多大？
学生活动:相互讨论;教师总结用牛顿第二定律求加速度的常用方法。
点评:通过分析实例,培养学生进行数据分析,加深对规律的理解能力,加强物理与学生生活实践的联系。
师:根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤.
1.确定研究对象.
2.分析物体的受力情况与运动情况,画出研究对象的受力分析图.
3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.
4.根据牛顿运动定律与运动学规律建立方程并求解.
师:牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位,希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题.
【双基巩固】对公式的理解与系数K的理解
1.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的就是( CD )
A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比
D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度与它所受到的合外力而求得
3.在水平面上,一个大人推一辆重车,一个小孩推一辆轻车,各自做匀加速直线运动(阻力不计)。
甲、乙两同学在一起讨论,甲同学说:根据牛顿运动定律,大人的推力大,小孩的推力小,因此重车的加速度大;乙同学说:根据牛顿运动定律,重车质量大,轻车质量小,因此轻车的加速度大,您认为她们的说法就是否正确？请简述理由。
题目设置目的:题目体现了“知识与技能”、“过程与方法”的考查。
【课后思考】
由细绳拉物体在竖直方向加速下落,绳拉力小于重力的事实质疑上节课的实验原理。
【小结】
【作业布置】P82——2～5
板书设计
4、3牛顿第二定律
1、内容:物体的加速度跟所受的作用力(合外力)成正比,跟物体的质量成反比。
2、表达式F=ma
3、理解
(1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致
(2)瞬时性;加速度与力就是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失
(3)同体性:加速度与合外力(还有质量)就是同属一个物体的
(4)因果关系:力使产生加速度的原因学科！@网
(5)单位关系:各物理量均取国际单位,k=1
牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。
但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义与。