【高中物理】牛頓第二定律 課件 2023-2024學年高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

第四章運動和力的關系第3節(jié)牛頓第二定律【學習目標】1、能準確表述牛頓第二定律的內容。2、理解牛頓第二定律3、會運用牛頓第二定律分析和處理實際生活中的簡單問題。

賽車質量小、動力大，容易在短時間內獲得較大的速度，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F以及自身的質量m之間存在什么樣的定量關系呢？通過上節(jié)的探究實驗，你找到了嗎？【新課引入】上節(jié)課的實驗結果表明，小車的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質量m成反比大量的實驗和觀察到的事實都可以得出與上節(jié)課實驗同樣的結論，由此可以總結出一般性的規(guī)律：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。F∝ma1.內容：2.表達式:F＝kma一、牛頓第二定律其中k是比例系數(shù)F指的是物體所受的合力

思考與討論3.力的單位F＝kma當k=1時，質量為1kg的物體在某力的作用下獲得1m/s2的加速度，

則這個力

F＝ma＝1kg·m/s2如果我們把這個力叫做“一個單位”的力的話，力F的單位就是千克米每二次方秒。后人為了紀念牛頓，把它稱作“牛頓”，用符號N表示。

1N=1kg·m/s2

在質量的單位取千克(kg)，加速度的單位取米每二次方秒(m/s2)，力的單位取牛頓(N)時，牛頓第二定律可以表述為：F＝ma4.表達式變化為：F合=ma二、對牛頓第二定律的理解1.對表達式F＝ma的理解：(1)單位統(tǒng)一：表達式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位。(2)F的含義：指的是物體所受的合力。(3)“＝”的含義：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。2.牛頓第二定律的五個性質(1)因果性：力是使物體產生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度。(2)矢量性：F＝ma是一個矢量式，物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同。(3)瞬時性：合力與加速度是瞬時對應關系，同時產生、同時變化、同時消失。二、對牛頓第二定律的理解2.牛頓第二定律的五個性質(4)同體性：F＝ma中F、m、a都是對同一物體而言的。(5)獨立性：作用在物體上的每一個力都產生加速度，而物體的實際加速度是這些加速度的矢量和。二、對牛頓第二定律的理解3.加速度兩種表達式的比較大小方向與v、?v大小無關由?v/?t決定與F合成正比與m成反比與?v方向一致與F合方向一致二、對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的簡單應用例1.在平直路面上，質量為1100kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100km/h時取消動力，經過70s停了下來。汽車受到的阻力是多少？重新起步加速時牽引力為2000N，產生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。GFNF阻解：沿汽車運動方向建立一維坐標系第一階段，汽車受到的阻力做勻變速運動v0=100km/h=27.8m/s，t=70s，

v=0例1.在平直路面上，質量為1100kg的汽車在進行研發(fā)的測試，當速度達到100km/h時取消動力，經過70s停了下來。汽車受到的阻力是多少？重新起步加速時牽引力為2000N，產生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。F阻FNGF由牛頓第二定律得：F合=F－F阻

=2000N-437N=1563N第二階段，汽車重新起步加速例2.某同學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θ，求列車的加速度。mgFa

根據(jù)牛頓第二定律:小球具有的加速度為：a＝gtanθ

方向水平向右【解析】方法1：合成法

以小球為研究對象，如圖做受力分析F=mgtanθF合=ma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應用牛頓第二定律解題的一般步驟練習1、關于牛頓第二定律，下列說法中不正確的是（）A.加速度與力的關系是瞬時對應關系，即a與F是同時產生、同時變化、同時消失B.由F=ma可知，m與a成反比C.任何情況下，加速度的方向總是與合外力方向相同，但與速度v不一定同向D.當物體受到幾個力作用時，可把物體的加速度看成是各個力單獨作用所產生的分加速度的合成D練習2、在粗糙的水平面上，物體在水平推力的作用下，由靜止開始做勻加速直線運動，經過一段時間后，將水平推力逐漸減小到零（物體不停止），那么，在水平推力減小到零的過程中物體的速度和加速度如何變化？

C常見的瞬時加速度問題類別彈力表現(xiàn)形式彈力方向能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向不能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線方向不能輕桿拉力、支持力不確定能1、輕繩、輕桿模型不發(fā)生明顯形變就能產生彈力，剪斷(或脫離)后，形變恢復幾乎不需要時間，故認為彈力可以立即改變或消失。2、輕彈簧、橡皮條模型的形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時性問題中，它們的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是不變的。常見的瞬時加速度問題

C練習5、如圖甲、乙所示，小球1、2的質量相等，分別用輕彈簧、輕繩連接，并用細繩將小球1懸掛。則在剪斷上方細繩瞬間，下列說法正確的是（）A．圖甲中小球1的加速度a1=2g，方向豎直向下B．圖甲中小球2的加速度a2=g，方向豎直向上C．圖乙中小球1的加速度a1=g，方向豎直向下D．圖乙中小球2的加速度a2=0AC【答案】AC【詳解】在剪斷繩前，根據(jù)平衡條件得知，圖甲中彈簧的彈力大小等于mg，繩對小球1的拉力為2mg。圖乙中小球1、2間繩的拉力為mg，上面繩對小球1的拉力為2mg。A．在剪斷繩的瞬間，彈簧的彈力沒有來得及變化，小球1受到重力mg和彈簧彈力mg，故小球1的加速度a1=2g，方向豎直向下，故A正確；B．圖甲中小球2的受力情況沒