牛顿第二定律是高中物理内容,出现在人教版物理必修1第七章牛顿运动定律中^[2]^。
牛顿第二定律的内容为:物体加速度的大小与合外力成正比,并且与质量成反比。表达式为F=ma。分别适用于宏观物体、电磁场、天体等。第二定律指出了物体加速度与施加在物体上的合外力有直接的关系,而与物体的受力物体的质量有关,而与物体本身的运动状态(速度)无关。第二定律是力和质量的乘积是一切合外力的效果大小,一切合外力又都等于每一个作用力的反作用力大小,这是一个全称命题,即所有物体都遵循此定律^[1]^。
牛顿第二定律是高中物理的重要概念之一,它描述了物体受到的合外力与其加速度之间的关系。这个概念在物理学中有着广泛的应用,例如在动力学、运动学和机械工程等领域。
问题:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N、方向与水平面成30度角斜向上的拉力作用,求物体的加速度。
分析:首先,我们需要根据题意画出受力分析图,物体受到重力、拉力、支持力和摩擦力。其中,拉力可以分解为水平方向和竖直方向的力。
已知条件:
物体的质量为5kg
拉力的大小为20N,方向与水平面成30度角
重力的大小为mg=50N
地面的摩擦因数为μ=0.2
根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
$F=ma$
其中,F为物体所受合力,a为物体的加速度。
对于这个物体,它受到的合力为:
$F_{合} = F_{拉}cos30^{\circ} - f$
其中,f为摩擦力。
将已知条件代入上式,得到:
$F_{合} = 20 \times cos30^{\circ} - 50 \times 0.2 = 14N$
最后,将合力代入加速度公式中,得到:
$a = \frac{F_{合}}{m} = \frac{14}{5} = 2.8m/s^{2}$
所以,这个物体的加速度为2.8m/s^2。