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文檔簡介

關于加速度和力質量的關系第一頁,共二十四頁,2022年,8月28日理想條件下,物體不受外力或所受合外力為零,物體將保持其原來的運動狀態一直運動下去,直到有外力迫使它發生運動狀態的改變.第二頁,共二十四頁,2022年,8月28日質量是物體慣性大小的量度質量越大物體慣性越大質量越小物體慣性越小力運動狀態(速度)變化加速度運動狀態越難改變運動狀態容易改變第三頁,共二十四頁,2022年,8月28日總結:影響加速度的因素有哪些?1.合外力2.質量第四頁,共二十四頁,2022年,8月28日mmF1F2m1m2FFF1<F2m1<m2定性討論1定性討論2第五頁,共二十四頁,2022年,8月28日結論:當物體質量一定時,物體的加速度應該隨著力的增大而增大。返回討論:物體質量一定,力不同,加速度有什么不同第六頁,共二十四頁,2022年,8月28日

結論:當力大小相同時,物體的質量越大,運動狀態越難以改變,所以質量越大,加速度越小。注意:這里的力指的是物體所受的合外力。討論:力大小相同,作用在不同質量的物體上,物體加速度有什么不同?第七頁,共二十四頁,2022年,8月28日實驗方案注意:只有當盤和砝碼的質量要比小車的質量小得多時,小車所受拉力才近似等于盤和砝碼的總重力。1.怎樣測量(或比較)物體的加速度?2.怎樣提供和測量物體所受的恒定的合力?實驗方法:控制變量法方案一:以小車、一端帶滑輪的長木板、粗線、砝碼、鉤碼、天平、刻度尺、寬口夾子為實驗器材,研究小車的運動。第八頁,共二十四頁,2022年,8月28日實驗方案鉤碼的總重力G當作小車受到的拉力F從打點計時器打出的紙帶計算出小車的加速度a用天平測出小車的質量m方案二:小車、打點計時器、紙帶、一端帶滑輪的長木板、細線、砝碼、鉤碼、刻度尺、天平為器材,研究小車運動。第九頁,共二十四頁,2022年,8月28日F/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5當小車質量不變時次數F/Na/m·s-2123450.100.1460.200.3020.300.4280.400.5920.500.751數據處理:加速度與力的關系如何更直觀地處理數據?第十頁,共二十四頁,2022年,8月28日m/kga/m·s-20.20.40.60.81.000.20.40.60.81.01.2a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5/kg-1m1當拉力不變時次數m/kga/m·s-212345數據處理:加速度與質量的關系/kg-12.502.001.331.000.83m10.4000.8610.5000.6920.7500.4701.0000.3521.2000.290第十一頁,共二十四頁,2022年,8月28日根據實驗結果分別畫出a-F、a-m、a-1/m的圖象。第十二頁,共二十四頁,2022年,8月28日當物體質量一定時,物體的加速度與合外力成正比,即:

當外力F一定時,物體的加速度與其質量成反比,即:綜上所述:F=Kma第十三頁,共二十四頁,2022年,8月28日三、牛頓第二定律1.牛頓第二定律的表述:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質量成反比.

2.牛頓第二定律的數學表達式:

比例常數k與式中物理量單位的選取有關,若各量的單位均用國際單位制中單位,則:

(1)牛頓(N)力的規定:使質量為1kg的物體產生大小為1m/s2的加速度的力叫做1N,即1N=1Kg·m/S2.

(2)牛頓第二定律:F=ma(各量用國際制單位)

第十四頁,共二十四頁,2022年,8月28日3.對牛頓第二定律的理解(1)同體性:是指F合、m和a都是對于同一個物體而言的.(2)矢量性:是指加速度和合外力都是矢量,加速度的方向取決于合外力的方向.牛頓第二定律公式是一個矢量式.牛頓第二定律的進一步表述:物體的加速度跟所受的合外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同.第十五頁,共二十四頁,2022年,8月28日4.用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟:(1)確定研究對象;(2)進行受力分析和運動狀態分析,畫出受力的示意圖;(3)建立坐標系,即選取正方向,根據定律列方程;(4)統一已知量單位,代值求解;(5)檢查所得結果是否符合實際,舍去不合理的解.第十六頁,共二十四頁,2022年,8月28日例題1:

一個質量為2kg的物體同時受到兩個力的作用,這兩個力的大小分別為2N和6N,當兩個力的方向發生變化時,物體的加速度大小可能為:

A.1m/s2

B.2m/s2

C.3m/s2

D.4m/s2第十七頁,共二十四頁,2022年,8月28日解析:

根據牛頓第二定律,如果一個物體同時受到幾個力的作用,物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,題目所給的兩個力大小分別為2N和6N,當兩個力的方向相同時合力最大,最大值為2+6=8(N),當兩個力方向相反時合力最小,最小值為6-2=4(N),當兩個力的方向既不相同,也不相反時,合力的大小大于4N而小于8N,所以兩個力的方向發生變化時,合力的大小4N

F

8N.

根據牛頓第二定律可得a=F合/m,當兩個力取不同的方向時,物體的加速度大小所以,答案應選擇B、C、D.第十八頁,共二十四頁,2022年,8月28日

例題2:已知質量為4kg的物體靜止于水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數為0.5,物體受到大小為20N,與水平方向成30°角斜向上的拉力F作用時,沿水平面做勻加速運動,求物體的加速度.(g=10m/s2)解:以物體為研究對象,物體的受力分析如圖所示:豎直方向:水平方向:由三式聯立可得:GFNFFf第十九頁,共二十四頁,2022年,8月28日鞏固練習:(1)從牛頓第二定律知道,無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度。當我們用力提一個很重的物體時卻提不動它,這跟牛頓第二定律有無矛盾?為什么?(2)下面的哪些說法不對?為什么?A.物體所受的合外力越大,加速度越大。B.物體所受的合外力越大,速度越大。物體在外力作用下做加速直線運動,當合外力逐漸減小,物體的速度逐漸減小。D.物體的加速度不變一定受恒力的作用。第二十頁,共二十四頁,2022年,8月28日(1)答:沒有矛盾,由于公式F=ma看,F合為合外力,無論怎樣小的力都可以是物體產生加速度,這個力應是合外力。現用力提一很重的物體時,物體仍然靜止,說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。G=mgFN第二十一頁,共二十四頁,2022年,8月28日(2)答:B、C、D說法不對。根據牛頓第二定律,物體受的合外力決定了物體的加速度,而加速度大小與速度大小無關。所以,B錯誤,物體做加速運動說明加速度方向與速度方向一至。當合外力減小但方向不變時,加速度減小但方向也不變,所以物體仍然做加速運動,速度增加。C錯誤。加速度是矢量,其方向與合外力

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