牛頓第二定律高一上學(xué)期物理人教版2019必修第一冊

4.3牛頓第二定律新知導(dǎo)入

賽車質(zhì)量小、動力大，容易在短時間內(nèi)獲得較大的速度，也就是說，賽車的加速度大。物體的加速度a與它所受的作用力F以及自身的質(zhì)量m之間存在什么樣的定量關(guān)系呢？新知導(dǎo)入二、展示目標1、理解牛頓第二定律內(nèi)容和表達式的由來2、理解為什么說牛頓第二定律是連接運動學(xué)和力學(xué)的橋梁。3、能運用牛頓第二定律分析和處理實際問題。（難）m一定時，a∝FF一定時，a∝1/mF/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.51/m(kg-1)a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5質(zhì)量一定時，加速度a與合外力成正比合外力一定時，加速度a與質(zhì)量成反比問題:對于任何物體都是這樣的嗎？牛頓第二定律

科學(xué)家通過大量的實驗和觀察到的事實都可以得出與上節(jié)課實驗同樣的結(jié)論，由此可以總結(jié)出一般性的規(guī)律：

物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。這就是牛頓第二定律。牛頓第二定律

牛頓第二定律不僅闡述了力、質(zhì)量和加速度三者的數(shù)量關(guān)系，還明確了加速度和力的方向關(guān)系。牛頓第二定律內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同F(xiàn)合

＝kma

合外力質(zhì)量加速度k

是多少呢？把能夠使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的這么大的力定義為1N，即

1牛=1千克

·米/秒2牛頓第二定律F合

＝ma

的理解表達式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位。1

、單位統(tǒng)一：2：F的含義：指的是物體所受的合力不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向相同，即物體加速度的方向與它所受合力的方向相同3：“＝”的含義：(5)獨立性:每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度(3)矢量性:a與F的方向總是相同(4)瞬時性:a與F總是同生同滅同變化(1)因果性:力F是產(chǎn)生加速度a的原因(6)相對性:慣性參照系(地面系)(7)統(tǒng)一性:統(tǒng)一用國際制的單位(2)同體性:F、m、a對應(yīng)于同一物體

牛頓第二定律的理解

在牛頓第二定律F=kma式中，比例常數(shù)k的數(shù)值：（）

A.在任何情況下都等于1

B.K值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的

C.K值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的

D.在國際單位制里，k的數(shù)值一定等于1課堂練習(xí)CD

牛頓第二定律定律的意義：揭示了力與運動的關(guān)系，加速度是二者之間聯(lián)系的橋梁

課堂練習(xí)來自螞蟻的困惑：從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是螞蟻無論怎樣用力都推不動一塊放在水平地面上的磚頭，這和牛頓第二定律是不是矛盾？咦，

F＝ma，加速度去哪了？親，這里的F指的是合力推力F靜摩擦力f牛頓第二定律思考與討論【例題1】某同學(xué)在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能測定列車的加速度。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為

，求列車的加速度。mgFTFa【解析】方法1：合成法以小球為研究對象，其受力如圖.則F=mgtanθ由牛頓第二定律得：方向水平向右a解：方法2——正交分解法mgFTyxFxFy豎直方向水平方向a=gtanθ【例題2】某同學(xué)在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能測定列車的加速度。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為

，求列車的加速度。FTsinθ＝ma（2）FTcosθ＝mg（1）方法2：正交分解法在豎直方向有FTcosθ＝mg（1）在水平方向有FTsinθ＝ma（2）小球在水平方向上做勻加速直線運動，在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。建立直角坐標系。將小球所受的拉力FT分解為水平方向的Fx和豎直方向的Fy。兩式聯(lián)立，可以求得小球的加速度為：

a＝gtanθ

方向水平向右mgFTFxaFy用牛頓第二定律解題的一般步驟：1、確定研究對象2、對這個物體進行受力分析3、建立直角坐標系、規(guī)定正方向、求合力F合

4、統(tǒng)一單位5、根據(jù)牛頓第二定律列方程。6、注意解題的規(guī)范化【例題3】地面上放一木箱，質(zhì)量為40kg，用100N的力與水平方向成37°角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進，求物體受到的摩擦力和支持力。若用此力與水平方向成37°角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）解：對物體受力分析如圖所示，建立直角坐標系，將力F分解。物體勻速:x軸方向：y軸方向：聯(lián)立以上方程并帶入數(shù)據(jù)得：

設(shè)動摩擦因數(shù)為μ，由F=μN可得：μ=f/N=80N/460N=4/23地面上放一木箱，質(zhì)量為40kg，用100N的力與水平方向成37°角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進，求物體受到的摩擦力和支持力。若用此力與水平方向成37°角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2

，sin37°=0.6，cos37°=0.8）Nf

FGyx(2)力F斜向上拉物體，設(shè)物體的加速度為a,受力分析如圖：x軸方向：y軸方向：聯(lián)立以上方程并帶入數(shù)據(jù)可解得:

a=0.5m/s2地面上放一木箱，質(zhì)量為40kg，用100N的力與水平方向成37°角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進，求物體受到的摩擦力和支持力。若用此力與水平方向成37°角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2

，sin37°=0.6，cos37°=0.8）NFGxyf說一說質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時加速度卻是一樣的。你怎樣解釋？

如果物體只受重力G=mg的作用，則由牛頓第二定律知物體的加速度為：即重力是使物體產(chǎn)生重力加速度g的原因，各地的g值略有差異，通常取g=9.8m/s2。瞬時加速度的分析輕繩：繩的彈力可發(fā)生突變。當(dāng)其他條件發(fā)生變化的瞬間，繩的彈力可以瞬時產(chǎn)生、瞬時改變或瞬時消失。輕彈簧：彈簧的彈力不能發(fā)生突變。當(dāng)其他條件發(fā)生變化的瞬間，可以認為彈簧的彈力不變。

D

課堂小結(jié)利用牛頓定律解題步驟：1、確定研究對象。2、受力分析，考慮研究對象運動的狀態(tài)變化情況3、規(guī)定正方向，加速度的方向是合外力的方向。4、根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式列方程求解。牛頓第二定律：F合=ma內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同1、一物體放在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.6，在水平拉力F=10N作用下從靜止開始運動,其速度與位移滿足等式v2=8x（其中v的單位為m/s，x的單位為m），g取10m/s2,則物體的質(zhì)量為（）A.0.5kg B.0.4kgC.0.8kg D.1kgD檢測反饋2、在光滑水平面上的木塊，在水平方向上受到一個方向不變、大小從零逐漸增加到某一固定值的外力作用時，這一過程木塊將做（）A.勻減速運動B.勻加速運動C.速度逐漸減小的變