3.牛顿第二定律
答案:(1)正比 (2)反比 (3)F=ma (4)原因 (5)同一研究对象(物体) (6)矢量式 (7)同时存在、同时消失、同时变化 (8)力的独立作用原理 (9)物理量 (10)基本物理量 (11)物理公式 (12)导出单位
1.牛顿第二定律及数学表示
(1)内容:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同.
(2)表达式:a∝F/m或者F∝ma即:F=kma.
(3)力的单位--牛顿
在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号是N,它是根据牛顿第二定律的定义导出的:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N,即1 N=1 kg·m/s2.
(4)比例系数k的含义
根据F=kma知,k=F/ma,因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小,k的大小由F、m、a三者的单位共同决定,三者取不同的单位,k的数值不一样,在国际单位制中,k=1.因此,在应用公式F=ma进行计算时,F、m、a的单位必须统一为国际单位制中相应的单位.
公式的理解
在公式F=ma中,F为物体所受外力的合力,即合外力,a为物体实际运动的加速度,即合加速度,加速度的方向始终与合外力的方向相同;"ma"不是力,只能理解为力的作用效果的数值.
【例1】在牛顿第二定律的表达式F=kma中,有关比例系数k的下列说法中,正确的是( )
A.任何情况下k等于1
B.k的数值由质量、加速度和力的大小决定
C.k的数值由质量、加速度和力的单位决定
D.在物理量采用国际单位制时,k等于1
解析:对1 N的定义可知,我们规定能使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N.则a、m、F三者单位都取国际单位时,k值恰为1.因此,k的数值是由a、m、F的单位决定的.
答案:CD
2.牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律,从表达式来看,虽然简洁扼要,其涵义却是广泛深远,主要有以下几点:
(1)因果性:F是使物体产生加速度的原因,而加速度a则是合力F与质量m作用产生的效果.
(2)同体性:F、a、m三个物理量是对同一研究对象(物体)而言的.分析受力情