第三节 牛顿第二定律（教学课件）物理粤教版2019必修第一册

4.3 牛顿第二定律 新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第四章 新课引入 赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的加速度大。 当力 F 一定时，加速度 a与质量M 成反比． 当质量 M 一定时，加速度 a与力 F 成正比． 探究：加速度与力、质量的关系 质量一定时加速度与力的关系 力一定时加速度与质量的关系 1、通过位移传感器，记录滑块运行过程中位移随时间的变化情况； 2、由计算机软件计算各点的速度，作出 图像。 3、若滑块做匀加速直线运动， 图像是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体加速度的大小。 数字化实验的过程及结果分析 保持滑块质量 不变，改变拉力 文字表述： 质量不变，加速度与力成正比。 数字化实验的过程及结果分析 保持拉力 不变，改变滑块的质量 文字表述： 力不变，加速度与质量成反比。 数字化实验的过程及结果分析 物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同.这就是牛顿第二定律. 引入比例系数 牛顿第二定律的表述 牛顿第二定律的表述 数学表达式： 国际上规定，使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力为1N. 加速度、质量、力使用国际单位，则比例系数 ，简化。 数学表达式： 即 我们在初中已知物体重力与质量间的关为 ，式中 。在高中的学习中，我们又知道重力加速度 。两者之间有什么关系？ 等价 牛顿第二定律的表述 问题1. 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？ 力是产生加速度的原因 因果性 对牛顿第二定律的理解 问题2. 在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？ 物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。 矢量性 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化. 瞬时对应性 对牛顿第二定律的理解 问题3：若作用在物体上的外力随时间不断变化，则物体的加速度会如何？ 问题4. 从牛顿第二定律的内容分析, F、m、 a是对于几个物体而言的? F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。 同体性 对牛顿第二定律的理解 问题5：若该物体同时受到这两个相互垂直的力共同作用呢，请问该物体的加速度大小和方向又是怎样的呢？ a F1 F2 F合 a F1 F2 F合 a2 a1 　 作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关;而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和，F应为物体受到的合外力。 独立性 对牛顿第二定律的理解 问题6：牛顿第二定律可以应用于所有运动吗？ 如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。以加速运动的物体作为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫作非惯性系。 牛顿第二定律只能解决惯性参考系中宏观物体的低速运动问题，对于高速运动问题及微观粒子不适用。 对牛顿第二定律的理解 局限性 【例题】一辆质量为1.0×103kg 的汽车，经过10s 由静止沿直线匀加速到30m/s.求汽车所受的合力。 解：由运动学公式： 得： 根据牛顿第二定律： 得： ②分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图 ③求出合力 ④选取正方向，根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解 ①确定研究对象 用牛顿第二定律解题的一般步骤 从牛顿第二定律可知，无论怎样大小的力都可以使物体产生加速度。可是当我们用力提一个很重的物体时，我们却提不动它。这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？ 由公式F=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0 没有矛盾 牛顿第二定律 1、内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同. 一、研究过程：控制变量法 二、牛顿第二定律 F合=ma 2、公式： 3、对牛顿第二定律的理解： 同体性 矢量性 瞬时性 独立性 小 结 因果性 局限性 三、运用牛顿第二定律解题的一般步骤 1、确定研究对象； 2、对研究对象进行受力分析及运动状态分析； 3、求出合力； 4、根据牛顿第二定律F=ma建立方程并求解。 小 结 牛顿第二定律 1.（多选）下列对牛顿第二定律的理解正