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

牛顿第二定律 牛顿第二定律文字表述： 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 牛顿第二定律由来： 或 牛顿第二定律公式表述： 其中k是比例系数，牛顿第二定律说明加速度方向与力的方向一致 力学单位制 探究点： 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？ 我们把这个力叫做“一个单位”的力，则力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 探究点： 对牛顿第二定律的理解 如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，同时受到水平力F的作用． （1）在力刚开始作用的瞬间，物体是否立即获得加速度？ （2）物体此时受哪些力的作用？ （1）物体立即获得加速度，加速度和合外力是同时产生． （2）物体此时受三个力的作用，分别是重力、支持力、水平力F 探究点： 对牛顿第二定律的理解 如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，同时受到水平力F的作用． （3）如何求物体的加速度？ （4）公式F＝ma中F是物体所受的某一个力还是合外力？ （5）物体加速度的方向与合外力的方向有怎样的关系？ （3）因为重力和支持力是一对平衡力，其作用效果相互抵消，此时作用于物体的合力相当于F， （4）F是物体受到的合外力． （5）物体加速度的方向与合外力的方向相同． 2.如果物体受几个力的共同作用，怎样求物体的加速度呢？ 探究点： 对牛顿第二定律的理解 3.若一个物体受到的合力为恒力，那么物体的加速度也是恒定不变的吗？ 先求物体所受几个力的合力，再求合力产生的加速度或先求每个力产生的加速度，再将每个力产生的加速度矢量合成 4.如图所示，水平桌面上的物体受到互成角度θ的F1、F2两个力的作用，如何求物体的加速度？ 探究点： 对牛顿第二定律的理解 方法一：先求物体所受两个力的合力，再求合力产生的加速度． 方法二：先求每个力产生的加速度，再将每个力产生的加速度矢量合成． 探究点： 对牛顿第二定律的理解 5.物体所受合力增大时，加速度一定增大吗？ 6.常用的求合力的方法有哪些？ 一定增大．物体的加速度和合外力是瞬时对应关系，合力增大，加速度一定增大． （1）合成法： （2）正交分解法： 探究总结： 1．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：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度． 2．牛顿第二定律的五大特征 探究点： 牛顿第二定律的应用 1.如图所示，手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜坡上，已知小车的质量为2．6kg，求： （1）绳子对小车的拉力； （2）斜面对小车的支持力； （3）如果绳子突然断开，求小车的加速度大小． 探究点： 牛顿第二定律的应用 2.在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量，质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的．测量时，航天员把自己固定在支架的一端，另外一名航天员将支架拉开到指定的位置．松手后，支架拉着航天员从静止返回到舱壁（如图）．支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置能够测量出支架复位的速度v和时间t，从而计算出加速度a．这样，就能够计算出航天员的质量m．请你写出质量m的表达式 拓展：常见的斜面求加速度模型 （1）物体A加速斜向下滑动 a＝g（sinα－μcosα） ，方向沿斜面向下 （2）物体A减速斜向上滑动 a＝g（sinα＋μcosα） ，方向沿斜面向下 拓展：常见的斜面求加速度模型 （3）物体A减速斜向下滑动 a＝g（μcosα－sinα），方向沿斜面向上 补充： 一物体沿倾角为α的斜面下滑时，恰好做匀速运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度为（ ） A．gsinα B．gtanα C．2gsinα D．2gtanα C 课堂检测： 1.（多选）关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是（ ） A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度 B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的 D．合力变小，物体的速度一定变小 ABC 课堂检测： 2.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8N，这时小车运动的加速度大小是（ ） ABC B 课堂检测： C 课堂检测： $$