3.牛顿第二定律
1.理解牛顿第二定律的内容,知道其表达式的确切含义。
2.知道力的国际单位“牛顿”的定义。
3.会用牛顿第二定律进行有关分析和计算。
一、牛顿第二定律的表达式
1.牛顿第二定律: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
(1)比例式形式:a∝或F∝ma。
(2)等式形式:F=kma,式中k是比例系数,F是物体所受的合力。
二、力的单位
1.F=kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。当k=1时,质量为1 kg的物体在某力的作用下获得1 m/s2的加速度,则这个力F=ma=1_kg·m/s2,力F的单位就是千克米每二次方秒,把它称作“牛顿”,用符号N表示。
2.在质量的单位取千克(kg),加速度的单位取米每二次方秒(m/s2),力的单位取牛顿(N)时,牛顿第二定律可以表述为:F=ma。
判一判
(1)加速度的方向决定了合外力的方向。( )
(2)加速度的大小跟合外力成正比,跟物体的质量成反比。( )
(3)牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k,在国际单位制中才等于1。( )
提示:(1)× (2)√ (3)√
想一想
静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在拉力刚开始作用的瞬间,物体是否立即有加速度?是否立即有较大速度?
提示:力是产生加速度的原因,力与加速度具有瞬时对应关系,故在力刚开始作用的瞬间,物体立即获得加速度;但由公式Δv=aΔt可知,必须经过一段时间加速,物体才能获得较大速度。
课堂任务 牛顿第二定律的理解
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:通过上一节的实验,我们知道物体的加速度与物体受到的合力成正比,与物体的质量成反比。那么如何用数学式子来表示这个结论?
提示:由结论可知a∝⇒F∝ma,引入比例系数k可得F=kma。
活动2:上式为牛顿第二定律的表达式,我们知道质量的单位是kg,加速度的单位是m/s2,根据上述表达式如何确定力的单位?