牛顿第二定律及其公式
① 在砝码盘和盘中砝码的总质量远小于小车质量的情况下,砝码盘通过细绳对小车的拉力可以近似地看作等于砝码盘和盘中砝码所受的总重力。
我们从实验中,已经得出不同大小的力作用于质量相同的物体时,加速度和力的关系;以及相同的力作用于不同质量的物体时,加速度和质量的关系。现在把这些研究结果综合起来,就可以得出加速度跟力或质量两者之间的关系:
物体的加速度跟所受作用力成正比,跟物体的质量成反比,这就 是牛顿第二定律。写成公式就是
α∝ F
m
或 F∝ma。
上式也可以改写成等式 F=kma,式中 k 是比例常数。
国际单位制(SI)所规定的力的单位牛顿就是用这个公式定义的:使质量是 1 千克的物体产生 1 米/秒 2 加速度的力是 1 牛。所以,
1 牛=1 千克·米/秒 2。
可见,如果加速度用米/秒 2 做单位,质量用千克做单位,力用牛顿做单位,则前面公式中的比例常数 k=1,公式就可以简化成
F=ma。
运用牛顿第二定律的公式计算问题时,应该分别用牛顿、千克和米/ 秒 2 作为力、质量和加速度的单位。并且要知道公式中 F 和 a 都是矢量, 而且加速度 a 的方向和产生加速度的力 F 的方向总是相同的。