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 1 1.平衡摩擦，保证 2. ，保证 m一定时，a∝F F一定时，a∝1/m 一、牛顿第二定律 实验结论 1. 2.牛顿第二定律：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，加速度方向跟作用力的方向相同。 3.牛顿第二定律表达式 k是比例系数 指物体所受合力 根据牛顿第二定律，即使再小的力也产生加速度。我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢? 1m=k1×1cm 1m=k2×1mm 3.牛顿第二定律表达式 k是比例系数 指物体所受合力 （1）k的数值取决于F 、m、a的单位的选取 （2）令k=1, m取kg, a取m/s2,则 力的单位： 纪念牛顿：N 二、力的单位 1.在国际单位制中，力的单位是： 牛顿 N 2.牛顿的定义： 3.国际单位制中，牛顿第二定律的表达式 使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫1N。 注：①利用牛二 计算时，统一为国际单位 ②a一般以地面为参考系 ③F一般指合力 三、对牛顿第二定律的理解 1.五个性质 ①因果性： ②矢量性： ③瞬时性： a与F合的方向相同 ④同体性： ⑤独立性： 物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。 物体受到的每一个力都产生加速度，且彼此独立互不影响。 F是产生a的原因。 F=ma是矢量式，应用时应先规定正方向。 a与F合对应同一时刻,同时产生、变化、消失。 F=ma中，F、m和a对应同一物体（同一系统）。 2.加速度二个公式的比较 大小： 方向： a与F合方向一致 大小： 方向： a可以由 计算，但a与Δv、Δt、v大小无关 a与 方向一致 分析运动 分析受力 1.动力学分析思路 四、牛顿第二定律的应用 已知运动求力 已知力求运动 关键：求a 求合力F 求加速度a 求合力F 求加速度a 【例】在平直路面上，质量为1100 kg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70 s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2000 N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 分析运动 分析受力 求合力F 求加速度a 求合力F 求加速度a 【例】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确定列车的加速度在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。 合成法 利用 ，由a的方向确定F合的方向，以F合为对角线做平行四边形 （适用于二力） 【例】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确定列车的加速度在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。 正交分解法 （适用于多力） 不分解a,以a方向为x轴正方向，垂直a方向为y方向分解 1.瞬时性问题 F与a瞬时对应,瞬时性问题就是分析某时刻前后F、a如何变化。 2.弹力突变模型 五、瞬时性问题 轻弹簧，橡皮筋 （形变量较大） 两端连有物体时 弹力不能突变 恢复需要时间长 轻绳、轻杆、木块 恢复需要时间短 弹力能突变 （形变量微小） 3.基本思路 五、瞬时性问题 ①分析原状态下物体受力 列方程（平衡；F=ma） ②分析当状态变化瞬间，哪些力变化，哪些力不变 剪断细绳、剪断弹簧、抽出木板、撤去某力等 ③分析状态变化瞬间的F合，利用F合=ma求瞬时a 【例】(多选)甲、乙二个小球均处于静止状态,甲、乙间通过轻弹簧连接,甲与天花板间由轻绳连接,甲、乙二个小球的质量分别为2m、m,重力加速度为g,将甲与天花板间的轻绳剪断瞬间,二个小球的加速度大小为(　 　) A.a甲＝1.5g B.a甲＝0 C.a乙＝g D.a乙＝0 AD 【例】(多选)甲、乙二个小球均处于静止状态,甲、乙间通过轻弹簧连接,甲与天花板间由轻绳连接,甲、乙二个小球的质量分别为2m、m,重力加速度为g,将甲与乙间的弹簧剪断瞬间,二个小球的加速度大小为(　 　) A.a甲＝1.5g B.a甲＝0 C.a乙＝g D.a乙＝0 BC $$