4.3 牛顿第二定律 课件 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.3 牛顿第二定律 艾萨克·牛顿爵士（1643年1月4日—1727年3月31日），物理学家、数学家、科学家和哲学家，同时是英国当时炼金术热衷者。他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。 探究加速度与质量、力的关系： （1）M一定时，a∝F （2）F一定时，a∝1/M 如果都用国际单位制的单位，上式中就可以使k=1。 一、牛顿第二定律 1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2.表达式： F——合外力 m——物体质量 a——物体运动实际加速度 ——加速度a的决定式 ——加速度a的定义式 一、牛顿第二定律 3.力的单位：牛顿(N) “1N”的物理意义：质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度时所受的力。 二、理解 1.性质： (1)同体性：a、m、F对应同一物体； (2)因果性：a是由m、F共同决定的（外因——力F， 内因——质量m）； (3)矢量性：a方向与F方向相同； (4)瞬时性：a与F同时产生、同时消失、同时变化； (5)统一性：a、m、F 均采用国际制单位； (6)相对性：牛顿第二定律仅在惯性参考系中成立。 (惯性系：取地球或相对地球为平衡态的物体为参考系)； 二、理解 1.性质： (7)独立性：物体受到合力产生的加速度等于每个力产生独立的加速度的矢量和； G FN f G1 G2 FN产生的a与G2产生的a等大反向； G1产生的a与f产生的a等大反向； 合力为0，所以合力产生的加速度为0； (8)局限性：只能解决宏观低速问题，不适用于高速运动的粒子； 二、理解 2.应用： (1)确定研究对象(整体还是隔离)； (2)受力分析(重力、弹力、摩擦力)； (3)选定研究对象，建立直角坐标系(通常选a方向为正)； (4)列等量关系式求解； 练习： (1)光滑水平面，物体在外力F作用下向右运动； G FN F 竖直方向： 水平方向： 根据牛顿第二定律 物体做加速度为a的匀加速直线运动。 练习： (2)粗糙水平面，物体在外力F作用下向右加速运动； G FN F θ f 竖直方向： 水平方向： 根据牛顿第二定律 物体做加速度为a的匀加速直线运动。 练习： (3)物体沿斜面加速下滑； θ G FN θ 若斜面光滑： θ G FN f 若斜面粗糙： 练习： (4)小车向右匀加速直线运动，求a； θ mg T 小球相对车是静止的，小球的a也就是车的加速度。 若物体做直线运动，则与运动方向垂直的方向合力必为0。 $