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 知识回顾 牛顿第二定律 【定义】物体加速度的大小跟合外力成正比， 跟物体的质量成反比，加速度的方 向与合外力的方向相同。 【比例式】 【等式】F=kma，其中k是比例系数，F是合外力，而ma是作用效果。 或 2. F与a的矢量性。加速度的方向总与合外力方向相同 3. F与a的瞬时性。同时产生，同时变化，同时消失 同体性 F、m、a是对同一个物体而言 【理解】 【力的单位】1N=1kg·m/s2 【公式】F合=ma，F、m、a均取国际单位. 则k=1 公式：F合=ma 重要说明： 1.式中F是受到的合外力 2.单位统一国际制 3.F合与a的关系： 亲密无间 同方向 同变化 同存亡 4.F合（a）与v的关系： F合v同向加速直 F合v反向减速直 F合v成角度，必定曲 无一定关系 5.F合（a）与v的方向关系决定了物体的运动形式： 4.力的独立性原理：物体受到几个力的作 用时，每个力各自独立地使物体产生一 个加速度，就像其他力不存在一样。 5. 相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参考系。 从牛顿第二定律知道，无论怎样小 的力都可以使物体产生加速度。可是我 们用力提一个很重的物体时却提不动它， 这跟牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样 解释这个现象？ 思考 F合=ma 牛顿第一定律 1、定性定义了力的概念 2、定义了惯性的概念 3、定义了惯性系的概念 4、定性力和运动的关系 F=ma m=F/a 牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的。 牛顿第一定律是研究力学的出发点，是不能用牛顿第二定律代替的，也即不是牛顿第二定律的特例。 思考1：在牛顿第二定律的表达式 F=ma中，F与a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。 思考2：在F=ma中，F与a具有什么关系？ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：同时产生，同时消失，同时变化。 思考4：由牛顿第二定律说一说为什么描述物体惯性的物理量是质量？ 由牛顿第二定律：F＝ma可知在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。 思考3：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？ 不能说成力与加速度成正比。因为力是产生加速度的原因，因果性不能变。 （3）理解牛顿第二定律： ①同体性：F、m、a对应于同一物体。 ②统一性：统一用国际制的单位。 ③同时（瞬时）性：a与F总是同生同灭同变化。 ④矢量性：a与F 的方向总是相同。 ⑤牛顿运动定律的适应范围：是对宏观、低速物体。 2. 不能认为牛一是牛二在合外力为0时的特例 。 1. 是定义式、度量式； 是决定式。 【说明】 下列说法正确的是： 1. 物体合外力减小时，加速度一定减小； 2. 物体速度为零，合外力一定为零； 3. 物体合外力为零时，速度一定为零； 4. 物体合外力减小时，速度一定减小； 5. 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同； 6. 物体的加速度大小不变一定受恒力作用； 7. 根据m=F/a，物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比。 练习 1、在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法，正确的是 ( ) Ａ、在任何情况下k都等于１； Ｂ、k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的； Ｃ、k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的； Ｄ、在国际单位制中，k=1． CD 明确研究对象（隔离或整体） 进行受力分析和运动状态分析，画出示意图 规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合 列方程求解 ①物体受两、三个力：合成、分解法F合=ma ②物体受多个力：正交分解法 （沿加速度方向） Fx=ma （垂直于加速度方向） Fy=0 用牛顿第二定律解题的方法和步骤 定律应用 例题1（1）：m=2kg，互成90°角，F1=3N F2=4N，作加速，求a=? 无情景题 （2）如图：m=2kg，互成90°角，F1=3N F2=4N，作加速，求a=? F1=3N F2=4N 光滑 有情景题 定律应用 （2）如图：m，μ ,F，加速前进，求a=? m F a μ v 例题2（1）已知：m，μ 减速前进，求a=? m v μ m F μ θ v a （3）如图：m，μ ,F，θ加速前进，求a=? m F μ θ v a （4）如图：m，μ ,F，θ加速前进，求a=? 17 例题1：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100 km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽