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第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题
一、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比.加速度的方向跟作用力的方向相同.
2.表达式:F=ma,F与a具有瞬时对应关系. 3.力学单位制
(1)单位制:由基本单位和导出单位共同组成.
(2)基本单位:基本物理量的单位.力学中的基本物理量有三个,分别是质量、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m).
(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位. 深度思考 判断下列说法是否正确. (1)物体所受合外力越大,加速度越大.(√) (2)物体所受合外力越大,速度越大.(×)
(3)物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小.(×) (4)物体的加速度大小不变一定受恒力作用.(×) 二、动力学两类基本问题 1.动力学两类基本问题
(1)已知受力情况,求物体的运动情况.
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(2)已知运动情况,求物体的受力情况. 2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
深度思考 如图1所示,质量为m的物体在水平面上由速度vA均匀减为vB的过程中前进的距离为x.
图1
(1)物体做什么运动?能求出它的加速度吗? (2)物体受几个力作用?能求出它受到的摩擦力吗? 答案 (1)匀减速直线运动 能,由vB2-vA2=2ax可得 (2)受重力、支持力和摩擦力 由Ff=ma,可求摩擦力 三、超重和失重 1.超重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有向上的加速度. 2.失重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象. (2)产生条件:物体具有向下的加速度. 3.完全失重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于0的现象称为完全失重现象.
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(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下. 4.实重和视重
(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.
(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. 5.情景拓展(如图2所示)
图2
1.(多选)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是( ) A.物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变 B.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变 C.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态 D.物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同 答案 BD
2.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中,取计数时间间隔为0.1s,测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx=1.2cm,若还测出小车的质量为500g,则关于加速度、合外力的大小及单位,既正确又符合一般运算要求的是( )
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