4.3 牛顿第二定律 课件-2023-2024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 新知导入 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。物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？ 新知导入 二、展示目标 1、理解牛顿第二定律内容和表达式的由来 2、理解为什么说牛顿第二定律是连接运动学和力学的桥梁。 3、能运用牛顿第二定律分析和处理实际问题。（难） m 一定时，a ∝ F F一定时，a ∝ 1/m F/ N a/m·s -2 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 1/m (kg -1) a/m·s -2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 质量一定时，加速度a与合外力成正比 合外力一定时，加速度a与质量成反比 问题:对于任何物体都是这样的吗？ 牛顿第二定律 科学家通过大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论，由此可以总结出一般性的规律： 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。这就是牛顿第二定律。 牛顿第二定律 牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者的数量关系，还明确了加速度和力的方向关系。 牛顿第二定律 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 F合 ＝ kma 合外力 质量 加速度 k 是多少呢？ 把能够使质量是1 kg的物体产生1m/s2 的加速度的这么大的力定义为1 N，即 1牛=1千克 · 米/秒2 7 牛顿第二定律 F合 ＝ ma 的理解 表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。 1 、 单位统一： 2：F的含义： 指的是物体所受的合力 不仅表示左右两边数值相等，也表示方向相同，即物体加速度的方向与它所受合力的方向相同 3：“＝”的含义： 8 (5)独立性:每个力各自独立地使物体 产生一个加速度 (3)矢量性:a与F 的方向总是相同 (4)瞬时性:a与F总是同生同灭同变化 (1)因果性:力F是产生加速度a的原因 (6)相对性:惯性参照系 (地面系) (7)统一性:统一用国际制的单位 (2)同体性:F、m、a对应于同一物体 牛顿第二定律的理解 特别提醒 (1) 力是因，加速度是果， 力与加速度无先后关 系. (2)通过关系式m＝可以 计算物体的质量，但 物体的质量与合外力 及加速度无关． 在牛顿第二定律F=kma式中，比例常数k的数值：（ ） A.在任何情况下都等于1 B.K值是由质量、加速度和力的大小决定的 C.K值是由质量、加速度和力的单位决定的 D.在国际单位制里，k的数值一定等于1 课堂练习 CD         牛顿第二定律 定律的意义： 揭示了 力 与 运动 的关系，加速度 是二者之间联系的桥梁 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 11 (多选)下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解正确的是 (　 ) A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比 B.由m=可知,物体的质量与物体所受的合力成正比,与物体的加速度成反比 C.由a=可知,物体的加速度与其所受合力成正比,与其质量成反比 D.由m=可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出 课堂练习 来自蚂蚁的困惑： 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，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，这和牛顿第二定律是不是矛盾？ 咦， F＝ma， 加速度去哪了？ 亲，这里的F指的是合力 推力F 静摩擦力f 牛顿第二定律 思考与讨论 【例题1】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。 mg FT F a 【解析】方法1：合成法 以小球为研究对象，其受力如图. 则F=mgtanθ 由牛顿第二定律得： 方向水平向右 a 解： 方法2——正交分解法 mg FT y x Fx Fy 竖直方向 水平方向 a=gtanθ 【例题2】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。 FT sin θ ＝ ma （2） FT cos θ ＝ mg （1） 方法2：正