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

第三节 牛顿第二定律 第四章 运动和力的关系 1 1.物理观念：通过分析探究实验数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式F＝kma，并准确表述牛顿第二定律的内容，培养分析数据、从数据获取规律的能力。 2.科学思维：能根据1N的定义，理解牛顿第二定律的数学表达式是如何从F＝kma变成F＝ma的，体会单位产生的过程 3.科学探究：能够从合力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律，理解牛顿第二定律是连接运动与力的桥梁 4.科学态度与责任：会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养关注生活、关注实际的态度 教学目标 1．当小车的质量不变时，小车的加速度a与它所受的力F 成______，即a∝F； 2．当小车所受的力不变时，小车的加速度a与它的质量m 成反比，即a∝ 。 探究加速度与力、质量关系实验结果分析 正比 1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成______，跟它的质量成______，加速度的方向跟作用力的方向______。 2．表达式：F＝_____，式中k是比例系数，F是物体所受的______，当物理量的单位都使用国际单位时F＝____。 正比 反比 相同 kma 合力 ma 三、力的单位 1．力的国际单位是______，简称____，符号为N。 2．“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫作1 N，即1 N＝__________。 牛顿 牛 1 kg·m/s2 牛顿第二定律 牛顿第二定律给我们解开了力与运动的关系，从此诞生了动力学 如图所示，小明用力拉地面上的箱子，但箱子没动。 对牛顿第二定律的理解 F F1 F2 f F支 mg 水平方向: F1= f ，F合=0 ，加速度为0， 所以物体静止不动 竖直方向: F支+F2= mg ，F合=0 ，加速度 为0，所以物体静止不动 在地面上，停着一辆车，人使出全部力气推车，人虽然施加了力的作用但车静止不动。汽车有质量且受到了推理，但加速度为零。这与牛顿第二定律矛盾吗？ ，所以加速度为零 F f 答：不矛盾，牛顿第二定律表达式中的F为合力，静止的汽车受到平衡力作用，合力为零。所以合力为零的情况下加速度也为零。 对牛顿第二定律的理解 现在人使出全部力气推车时，汽车开始做匀加速直线运动。 所以 F f 答：汽车不受平衡力，合力不为零。所以获得加速度。 对牛顿第二定律的理解 在空间站里的物体处于完全失重状态，所以空间站里利用牛顿第二定律来测量物体的质量。 (1): (2): 两个加速度公式的区别 是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法， 这是物理上用比值定义物理量的方法． 是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素． 1．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例．( ) 2．我们用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．( ) 3．加速度的方向跟作用力的方向没必然联系．( ) 4．我国天宫空间站中的“质量测量仪”原理是牛顿第二定律。(　　) 5．在空间站处于完全失重状态的航天员，当力刚开始作用瞬间，立即获得加速度。(　　) 6．牛顿第二定律适用于一切运动情况。(　　) 想一想 × × × √ √ × 合力的分析 F f 牛顿第二定律表达式： F f F1 F2 F支 mg θ 牛顿第二定律表达式：得 物体在拉力F的作用下做匀加速直线运动： 在斜坡上匀加速形式的汽车受到如图所示的几个力的作用，它们的合力提供向上加速运动的加速度。牛顿第二定律表达式为(斜坡斜率为θ）： 写牛顿第二定律表达式的关键是合力的表示 例题1.(多选)下列关于牛顿第二定律的说法中,正确的是 (　　) A.物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度的方向总是相同的 B.物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定,与速度的方向无关 C.物体加速度的大小由物体的质量和所受合力的大小决定,与物体的速度无关 D.一旦物体所受合力为零,则物体的加速度立即为零,其运动也就逐渐停止了 BC 例题2：力F1单独作用在物体A上时产生的加速度大小a1=2m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度大小a2=4m/s2,那么力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度大小a不可能是 (　　) A.5 m/s2 B.3 m/s2 C.6 m/s2 D.7 m/s2 解：设物体A的质量为m,则 , 当和同时作用在物体A上时,合力F的大小范围是 得 得 2 m/s2 6 m/s2 所以是B答案不可能。 D 例题3：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s听了下来，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度时多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 解：设汽车的加速度为a, 初速度为末速度为零，得 ,刹车过程中只有阻力， 由牛顿第二定律得 当牵引力为F=2000N时，由牛顿第二定律得 例题4：甲乙两辆小车放在水平桌面上，在相同拉力得作用下，甲产生得加速度为1.5m/s2 ,乙车产生的加速度为4.5m/s2 ,甲车的质量是乙车的几倍。 解：设甲车的质量为mA,乙车的质量为mB,它们受到得拉力大小相等，阻力可以忽略，由牛顿第二定律得 同理 所以甲的质量为乙的3倍 例题5：一个物体受到的合力是4N时，产生的加速度为2m/s2 ,若该物体的加速度为6m/s2 ，它受到的合力是多大？ 解：整个过程中物体的质量不变，所以 当加速度为6m/s2 时， 例题6：光滑水平桌面上有一个质量是2kg的物体，它在水平方向上受到互成900的两个力的作用，这两个力的大小都是14N，这个物体加速度的大小是多少？ 解： 已知=且相互垂直，由勾股定理得， 由牛顿第二定律得， $$