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牛顿第二定律是经典力学的基本定律之一,它描述了力、质量和加速度之间的定量关系。公式F等于m乘以a,其中F是作用在物体上的合外力,m是物体的质量,a是物体产生的加速度。这个定律告诉我们,物体的加速度与作用力成正比,与质量成反比。
现在我们来分析这道物理题。题目给出的已知条件是:物体质量m等于2千克,作用力F等于10牛顿。我们需要求解的是物体的加速度a。在右侧的示意图中,蓝色方块代表质量为2千克的物体,红色箭头表示10牛顿的作用力,绿色箭头表示我们要求的加速度。
现在我们来推导求解加速度的公式。首先写出牛顿第二定律F等于ma。为了求出加速度a,我们需要将等式两边同时除以质量m,得到F除以m等于ma除以m。化简右边,ma除以m等于a,所以最终得到加速度a等于F除以m。这就是我们求解加速度的公式。
现在我们将已知数值代入公式进行计算。使用公式a等于F除以m,将F等于10牛顿和m等于2千克代入,得到a等于10牛顿除以2千克。进行除法运算,10除以2等于5,所以加速度a等于5米每秒的平方。注意单位的处理:牛顿除以千克等于米每秒的平方,这是加速度的标准单位。
让我们总结一下解题过程。首先确定已知条件:质量2千克,力10牛顿。然后选择牛顿第二定律公式并变形得到a等于F除以m。最后代入数值计算得到加速度为5米每秒的平方。这个结果的物理意义是:物体在10牛顿力的作用下,每秒钟速度增加5米每秒。右侧动画展示了物体在恒定加速度下的运动状态变化。