4.3 牛顿第二定律（课件） -【划重点】2023年初升高物理暑假预习强化之精细讲义+备课课件（人教版2019必修第一册）

Physicist Newton 树礼教育 牛顿 第二定律 8435759 PART 01 牛顿第二定律及力的单位 8435759 牛顿第二定律及力的单位 1.牛顿第二定律： (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)公式表示为 或 , 各量单位未知时，通常会写为F =kma,其中k为比例系数, F指物体所受合外力,是物体运动的加速度. 牛顿第二定律及力的单位 1.牛顿第二定律： (3)意义: ①确定了加速度、力、质量之间的数量关系。 ②确定了加速度与合外力这两个矢量间的方向关系，即加速度方向与引起这个加速度的合外力的方向相同. ③牛顿第二定律是联系“力”和“运动”的桥梁。 牛顿第二定律及力的单位 1.牛顿第二定律： (4)适用范围: ①只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)； ②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)低速(远小于光速)运动的情况。 牛顿第二定律及力的单位 【注意 Attention Please!!】 (1)不能由 得出 的结论，因为物体的质量与受力和加速度无关. (2)不能由 得岀 的结论，因为F是物体受到的合力，与质量和加速度 无关. 牛顿第二定律及力的单位 2.力的单位： （1）比例系数的含义： 根据F=kma 知 , k的大小由F, m, a三者所取的单位共同决定, 三者取不同单位时,k的数值不同, 在国际单位制中k=1. 由此可知,在应用公式F=ma 进行计算时, F, m, a三者的单位必须统一取国际单位制中相应的单位. 牛顿第二定律及力的单位 2.力的单位： （2）牛顿的含义 在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为N，它是根据牛顿第二定律定义来的，使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N,即 1N = 1kg ·m/s2 牛顿第二定律及力的单位 3.对牛顿第二定律的理解： 1.因果性: 力是产生加速度的原因，只要物体所受合外力不为零，物体就获得加速度。 2.同体性: 加速度、合外力和质量是对应于同一个物体(系统)的，所以分析问题时一定要先确定好研究对象。 牛顿第二定律及力的单位 3.对牛顿第二定律的理解： 3.矢量性: 公式F=ma是矢量式，在任意时刻a的方向都与F相同，当F方向变化时,a的方向也同时变化。 4.瞬时性: a与F同时产生、同时变化、同时消失， 为瞬时对应关系.a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合力。 牛顿第二定律及力的单位 3.对牛顿第二定律的理解： 5.独立性: ①作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律; ②物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和; ③力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律，即 , 。 牛顿第二定律及力的单位 物体的加速度大小不变，则物体不一定受恒力作用。因为F=ma是矢量式，加速度大小不变，方向有可能变化，故不一定是恒力。 牛顿第二定律及力的单位 （2）物体受到几个力共同作用时， 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,这个性质叫作力的独立作用原理。牛顿第二定律的独立性是后面讲解正交分解法求合力、求加速度的依据。 牛顿第二定律及力的单位 （3）合外力与速度无关，与加速度有关。速度变大或变小由加速度(合外力)与速度的方向决定，速度与加速度力向相同时，物体做加速运动,反之，则做减速运动。 牛顿第二定律及力的单位 （4）物体所受的合外力和物体的速度没有 直接关系.有力必有加速度,合外力为零时， 加速度为零，但此时速度不一定为零，同样 速度为零时，加速度不一定为零，即合外力不一定为零. 合外力 决定 加速度的大小和方向 速度和加速度的关系 遵循 运动学规律 二者没有直接关系 牛顿第二定律及力的单位 （5）力是改变物体运动状态的原因， 即力→加速度→速度变化(运动状态 变化)，物体所受的合外力决定了物体加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然联系。 牛顿第二定律及力的单位 例如:雨滴从高空由静止下落，由于空气阻力作用，其加速度逐渐减小，直到为零，在此过程中雨滴先做加速运动，加速度减小，速度増大，当加速度减小到零时,雨滴做匀速运动，速度达到最大。 牛顿第二定律及力的单位 f mg 刚开始：mg＞f 向下运动：a↓ v↑ f mg 某时刻：mg = f 向下运动：v不变 a,v方向相同加速 a的大小减小 v的大小增大 向下加速 a的大小减为0 v的大小