牛頓第二定律是高中物理內容,出現在人教版物理必修1第七章牛頓運動定律中^[2]^。
牛頓第二定律的內容為:物體加速度的大小與合外力成正比,并且與質量成反比。表達式為F=ma。分別適用于宏觀物體、電磁場、天體等。第二定律指出了物體加速度與施加在物體上的合外力有直接的關系,而與物體的受力物體的質量有關,而與物體本身的運動狀態(速度)無關。第二定律是力和質量的乘積是一切合外力的效果大小,一切合外力又都等于每一個作用力的反作用力大小,這是一個全稱命題,即所有物體都遵循此定律^[1]^。
牛頓第二定律是高中物理的重要概念之一,它描述了物體受到的合外力與其加速度之間的關系。這個概念在物理學中有著廣泛的應用,例如在動力學、運動學和機械工程等領域。
問題:一個質量為5kg的物體在水平地面上受到一個大小為20N、方向與水平面成30度角斜向上的拉力作用,求物體的加速度。
分析:首先,我們需要根據題意畫出受力分析圖,物體受到重力、拉力、支持力和摩擦力。其中,拉力可以分解為水平方向和豎直方向的力。
已知條件:
物體的質量為5kg
拉力的大小為20N,方向與水平面成30度角
重力的大小為mg=50N
地面的摩擦因數為μ=0.2
根據牛頓第二定律,物體的加速度為:
$F=ma$
其中,F為物體所受合力,a為物體的加速度。
對于這個物體,它受到的合力為:
$F_{合} = F_{拉}cos30^{\circ} - f$
其中,f為摩擦力。
將已知條件代入上式,得到:
$F_{合} = 20 \times cos30^{\circ} - 50 \times 0.2 = 14N$
最后,將合力代入加速度公式中,得到:
$a = \frac{F_{合}}{m} = \frac{14}{5} = 2.8m/s^{2}$
所以,這個物體的加速度為2.8m/s^2。