化學在絕大多數的省份既是會考課目又是中考課目,在中學的學習中占有重要地位。以下是小編為你們整理的牛頓第二定理知識講解,希望可以解決您所遇見的相關問題,加油。
牛頓第二定理知識講解
牛頓第二定理的定義
物體的加速度跟物體所受的合外力F成反比,跟物體的質量成正比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
牛頓第二定理的公式
F=ma,F表示物體遭到的合外力,m表示物體的質量,a表示物體的加速度。依據牛頓第二定理,規定國際單位制中力的單位牛頓(簡稱牛,符號是N)為:使質量是1kg的物體形成1m/s2的加速度的力為1N,即1N=1kgm/s2。
牛頓第二定理的六個性質
(1)因果性:力是形成加速度的誘因。若不存在力,則沒有加速度。
(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定理數學表達式F=ma中,等號除了表示左右兩側數值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同。按照他的矢量性可以用正交分解法講力合成或分解。
(3)瞬時性:當物體(質量一定)所受外力發生忽然變化時,作為由力決定的加速度的大小或方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系。牛頓第二定理是一個瞬時對應的規律,表明了力的頓時效應。
(4)相對性:自然界中存在著一種座標系,在這些座標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的座標系叫慣性參照系。地面和相對于地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系牛頓第一定律的意義,牛頓定理只在慣性參照系中才創立。
(5)獨立性:物體所受各力形成的加速度牛頓第一定律的意義,互不干擾,而物體的實際加速度則是每一個力形成加速度的矢量和,分力和分加速度在各個方向上的份量關系,也遵守牛頓第二定理。
(6)同一性:a與F與同一物體某一狀態相對應。
與牛頓第一定理的區別和聯系
由牛頓第二定理可以得出,當物體不受外力或所受合力為0時,物體將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,而且不能說牛頓第一定理是牛頓第二定理的特殊情況。牛頓第一定理有其自身的數學意義和獨立地位,如給出了力的定性概念,給出了慣性概念,是整個動力學的出發點等,定性的揭示力與運動的關系。牛頓第二定理則進一步定量地闡明了加速度與力以及質量間的關系。
常見錯誤
(1)速率越大,加速度越大。
(2)速率與加速度方向相同。
(3)合力減少,速率也會降低。
最后,希望小編整理的中學一年級選修1化學第四章知識點對您有所幫助,祝朋友們學習進步。
牛頓第二定理知識講解
牛頓第二定理是熱學中的核心規律,后續的動能定律、向心力公式等都要用到牛頓第二定理。牛頓第二定理和運動學公式也是解決熱學問題的一個途徑。勿必要理解牛頓第二定理,把握牛頓第二定理基本應用。
一、知識與技能要求
1.把握牛頓第二定理的文字內容和物理公式;
2.理解公式中各化學量的意義及互相關系;
3.曉得在國際單位制中力的單位"牛頓"是如何定義的;
4.會用牛頓第二定理的公式進行有關的估算。
二、牛頓第二定理
1.內容
物體加速度的大小跟斥力成反比,跟物體的質量成正比,加速度的方向跟斥力的方向相同。
2.表達式
(1)比列式:a∝F/m或F∝ma。
(2)方程:F=kma(各量單位未知時),其中k為比列系數,F指物體所受的合力。
三、對牛頓第二定理的理解
牛頓第二定理反映了力作用在物體上,形成的加速度跟力及物體質量的關系,對于它們之間的關系,應注意以下幾個方面:
非常提醒:
(1)力與加速度為因果關系,力是因,加速度是果,力與加速度無先后關系。
(2)通過關系式m=F/a,可以估算物體的質量,但物體的質量與合外力及加速度無關。
【典型例題1】(多選)關于速率、加速度、合力間的關系,正確的是()
A.物體的速率越大,則物體的加速度越大,所受合力也越大
B.物體的速率為零,則物體的加速度一定為零,所受合力也為零
C.物體的速率為零,加速度可能很大,所受的合力也可能很大
D.物體的速率很大,加速度可能為零,所受的合力也可能為零
【分析與解】物體的速率與加速度沒有必然聯系,力是形成加速度的誘因。力與加速度是瞬時對應關系,同時變化,同時消失。故正確的選項是CD。
四、力的單位
1.力的單位牛頓的定義
在國際單位制中力的單位是牛頓,符號為N。它是依據牛頓第二定理定義的:使質量為1kg的物體形成1m/s2的加速度的力,叫作1N,即1N=1kgm/s2。
2.比列系數k的意義
(1)在F=kma中,k的取值與所選單位制有關。
(2)在國際單位制中k=1,里面的表達式就弄成了最簡單的表達式:F=ma,式中F、m、a的單位分別為N、kg、m/s2。
當質量是m=1kg的物體在某個力的作用下獲得加速度a=1m/s2,由公式F=ma我們曉得這個力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kgm/s2,后人為了記念牛頓,就把kgm/s2這個單位稱為牛頓。
化學學中規定:1N=1Kg.m/s2。
五、牛頓第二定理的基本應用
應用牛頓第二定理解題的方式:
1.由牛頓第二定理F=ma可知,合力F的方向與加速度a的方向相同。解題時,若已知加速度的方向,就可推知合力的方向;反之,若已知合力的方向,亦可推知加速度的方向。
2.求合力F時,要靈活選用力的合成法或正交分解法等方式處理。
①合成法:當物體受兩個力時,通常用合成法求合力。
②正交分解法:當物體受兩個以上的力的作用時,常用正交分解法求合力。
【典型例題2】如右圖所示,一個質量m=10kg的物塊,在F=50N的拉力作用下,從靜止開始沿水平面做勻加速直線運動,拉力方向與水平方向成θ=37°。假定水平面光滑,取重力加速度g=10m/s2、sin37°=0.6、cos37°=0.8。
(1)畫出物塊的受力示意圖;
(2)求物塊運動的加速度大小;
(3)求物塊速率達到v=4.0m/s時的位移。
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