4.3 牛顿第二定律 课件 -2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

汇报人： 2024 第四章 运动和力的关系 4.3 牛顿第二定律 c 1 新课导入 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？ 力 运动状态 惯性 F a m 成正比 成反比 新课导入 作者编号：43999 学习目标 1. 能准确表述牛顿第二定律内容及数学表达式 2.知道力的单位“牛顿”的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F=kma变为F=ma的，体会单位的产生过程 3.通过运用牛顿第二定律分析、处理简单问题，总结应用步骤，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁 学习目标 学习目标 作者编号：43999 一、 牛顿第二定律 探究：加速度与力、质量的关系 质量一定时加速度与力的关系 如果我们多做几次类似的实验，每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点，那么，实际规律很可能就是这样的。多次试验，寻求普遍规律。 新知学习 作者编号：43999 一、 牛顿第二定律 力一定时加速度与质量的关系 这一结论带有猜想和推断的性质.只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。 科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时，既需要谨慎，也需要勇气。 新知学习 作者编号：43999 一、 牛顿第二定律 思考 能否想个办法把 k 消掉？ a ∝ F F ∝ma a ∝ m 1 a ∝ m F F ＝ kma k为比例系数 加速度的方向跟作用力的方向相同。 1.定义：物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比，跟它的质量成反比， 2.数学表达式 要是k等于1就好了 合外力 新知学习 作者编号：43999 二、 力的单位 牛顿第二定律表达式： 如果质量m的单位取kg，加速度a的单位取m/s2，规定1N＝1kg·m/s2，k＝1 定义1个单位的力为 使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度 为了纪念牛顿 1个单位的力=1牛顿(N)=1kg·m/s2 牛顿第二定律简化成： F合= ma 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 1.单位：公式中各物理量均为国际单位。 2.五个性质： （1）因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度。 （2）矢量性：F=ma是一个矢量式，加速度方向与物体所受的合力方向相同。 （3）瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。 （4）同体性：F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的。 （5）独立性：作用在物体上的每一个分力都产生一个分加速度，而物体的实际加速度是这些分加速度的矢量和，即合加速度，所对应的力是物体所受的合力。 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 F合一定 a一定 匀变速运动 例：自由落体 F合变化 a变化 非匀变速运动 F合=0 a=0 静止或匀速运动 平衡状态 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 思考1：静止在光滑水平面上的重物，受到一个很小的水平推力，在力刚开始作用的瞬间，重物是否立即获得加速度？是否立即获得速度？ 力产生的瞬间，物体即获得加速度，力和加速度可以突变。 速度变化需要时间累积，速度不可突变 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 思考2：在加速运动的火车上，如果地面绝对光滑，物体合外力为0，但也会跟随火车一起加速，这是不是和牛顿第二定律矛盾呢？ 牛顿运动定律只在惯性参考系内成立 牛顿运动定律只对宏观低速物体成立 惯性参考系：不受力的物体在其中会保持静止和匀速直线运动状态。 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 F=ma是联系运动和力的桥梁 求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路， 正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。 受力分析 求合力 确定 研究对象 运动情况 分析 F=ma 运动学公式 新知学习 作者编号：43999 三、 对牛顿第二定律的理解 质量和受到的合外力共同决定了物体的加速度。 物体的加速度与运动时间和速度变化无关。 决定式 定义式 新知学习 作者编号：43999 1.下列说法中正确的是（ ） A. 在公式F=ma中，F、m、a三个量可以取不同单位制中的单位 B. 作用力与反作用力等大、反向、共线，所以对其作用的某一物体作用效果可抵消； C. 牛顿运动定律是自然界最普遍的规律，因此可以用来精确描述高速运动电子（接近光速）的运动情况； D. 惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律。 D 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 2.如图所示，质量为4kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，给物体施加大小为40N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），物体运动的加速度为（　　） A．3m/s2 B．6m/s2 C．8m/s2 D．10m/s2 B 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 3.质量为0.4kg的小滑块置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，滑行6m时，小滑块的速度为6m/s，此时撤去拉力，又经3s停下。该拉力的大小为（　　） C A．0.8N B．1.2N C．2N D．2.8N 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 1、内容：物体加速度与合外力F合成正比，与质量m成反比，加速度方向与合外力方向相同。 一、牛顿第二定律 F合=ma 2、公式： 二、对牛顿第二定律的理解： 矢量性 瞬时性 独立性 同体性 因果性 质量（kg）、长度（m）、时间（s） 课堂总结 课堂总结 作者编号：43999 $$