4.3 牛顿第二定律（教学课件）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第一册）

4.3 牛顿第二定律 第四章 运动和力的关系 人教版（2019） 主讲老师： 20XX.XX.XX 01 02 03 力的单位 瞬时加速度问题 牛顿第二定律的表达式 目录 思考与讨论 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？通过上节的探究实验，你找到了吗？ 复习与回顾 (1)探究物体质量一定时，物体加速度与力的关系三种可能图像 F/N a/(m/s2) o 0.5 1.0 1.5 2.0 1.0 2.0 3.0 4.0 思考与讨论 (1)在a-F图像中，过原点的那条直线是否符合你在做探究实验前对加速度和力的关系猜想呢？ (2)在a-F图像中，那两条不过原点的两条直线否符合你在做探究实验前对加速度和力的关系猜想呢？出现这两种情况的原因，你认为有哪些？如果消除这些影响因素，你认为物体的加速度和力的关系是什么样子的？ 复习与回顾 (2)作用在物体上的外力一定时，物体加速度与质量的关系图像 a/(m/s2) o 1.0 2.0 3.0 0.5 1.0 1.5 第一部分 牛顿第二定律的表达式 牛顿第二定律内容及表达式 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。这就是牛顿第二定律。 2.公式： m一定：a ∝ F F一定：a ∝ F ∝ ma F=kma 3.意义：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。 思考与讨论 取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？ 第二部分 力的单位 一、力的单位 (1)F＝kma中k的数值取决于F 、m、a的单位的选取。 (2)当k =1时，质量 m = 1 kg 的物体，在某力作用下获得a = 1 m/s2 的加速度所需要的力：F=ma=1 kg×1m/s2= 1 kg·m/s2 (3)把 1 kg·m/s2 叫做“一个单位”的力，力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示。 二、牛顿第二定律表达式的变化 在质量的单位取千克(kg)，加速度的单位取米每二次方秒(m/s2)，力的单位取牛顿(N) 时，牛顿第二定律可以表述为： F＝ma 思考： 对上述表达式我们在应用时还需要注意哪些方面呢？ 思考与讨论 (1)我们讲力是改变物体运动状态的原因，你在学习了牛顿第二定律后，能否说一说对这种说法的重新认识？ (2)我们在探究加速度与力、质量关系的实验中为什么要平衡摩擦力，平衡摩擦力后，我们研究的力实际上可以看做是小车所受的什么力？ (3)在探究加速度与力、质量关系的实验中除小车所受绳拉力要产生加速度以外，它所受的其他力要不要也产生加速度呢？这些其他力产生的加速度矢量合等于多少呢？ 三、对牛顿第二定律的进一步理解 1.对表达式F＝ma的理解： (1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。 (2)F的含义：指的是物体所受的合力。 (3)“＝”的含义：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。 三、对牛顿第二定律的进一步理解 2.牛顿第二定律的五个性质 (1)因果性：力是使物体产生加速度的原因 (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，应用时应先规定正方向。 (3)瞬时性：合力与加速度具有瞬时对应关系。 (4)同一性：合力与加速度对应同一研究对象。 (5)独立性：作用于物体上的每一个力各自产生加速度，F1＝ma1， F2＝ma2…而物体的实际加速度则是每个加速度的矢量和，合力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，如Fx＝max，Fy＝may。 三、对牛顿第二定律的进一步理解 3.加速度两种表达式的比较 大小 方向 与v、∆v大小无关 由∆v/∆t决定 与F合成正比 与m成反比 与∆v方向一致 与F合方向一致 三、对牛顿第二定律的进一步理解 4.牛顿第一定理和牛顿第二定律的比较 (1)牛顿第一定律指出了力是产生加速度的原因，指出一切物体都有惯性，牛顿第一定律不是一个实验定律。 (2)牛顿第二定律指出了描述物体惯性的物理量是质量的含义，即在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。牛顿第二定律是一个实验定律。 (3)牛顿第一定律不