牛頓第二定律的拓展公式包括以下幾種:
1. 動量:P = mv;動量變化:δP = m(v2 - v1)
2. 動量定理:FΔt = m(v2 - v1)或δP = FΔt,即力所產(chǎn)生的效果跟力作用時間的累積效應。動量定理揭示了力與物體動量變化之間的定量關系。
3. 動量守恒定律:系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零,系統(tǒng)的總動量保持不變。這一規(guī)律是牛頓運動定律在特定歷史條件下的特殊表現(xiàn)。
4. 牛頓第三定律:作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在兩個物體上,力的性質(zhì)相同,同時產(chǎn)生,同時消失。
5. 力的平行四邊形法則:兩個力合成時,以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。
以上就是一些牛頓第二定律的拓展公式,它們有助于更深入地理解和應用牛頓第二定律。
題目:質(zhì)量為5kg的物體在水平地面上以某一速度向西運動,受到一個向西的恒定外力作用,經(jīng)過5s時間,速度變?yōu)榱悖阎矬w運動的加速度大小為2m/s^2,求這個外力的大小和作用時間。
解答:
1. 根據(jù)牛頓第二定律,物體受到的合外力為:F = ma = 5kg 2m/s^2 = 10N
2. 由于物體受到的合外力恒定不變,所以物體做勻變速運動。根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,物體在5s內(nèi)的位移等于平均速度乘以時間,即:
x = v0t + 1/2at^2
3. 已知物體的初速度為零,所以v0 = 0
4. 將加速度a和時間t代入公式x = v0t + 1/2at^2,得到物體的位移為:
x = 1/2at^2 = 1/2 2m/s^2 5s = 5m
5. 由于物體在水平地面上運動,所以合外力F與位移x的方向相同。因此,物體受到的外力大小為:F = fx / m = 10N 5m / 5kg = 10N
6. 由于物體受到的外力作用時間為5s,所以作用力的方向與加速度方向相同。