4.3牛顿第二定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

该高中物理课件以“探究加速度与力、质量关系”实验结论为导入，系统讲解牛顿第二定律的内容、表达式及惯性与质量的关系，通过因果性、同体性等五大性质深化理解，结合与牛顿第一定律的对比及加速度公式辨析，构建完整的学习支架。 其特色在于注重科学探究与科学思维结合，通过实验结论引出规律，以设问（如力与加速度的因果关系）引导推理，对比辨析强化运动与相互作用观念，实例与练习题提升应用能力。学生能深化规律理解，教师可高效开展教学。

牛顿第二定律 “探究加速度与力、质量关系”实验结论 在质量一定时，滑块加速度的大小跟它受到的拉力成正比，即 a∝F； 在拉力一定时，小车加速度的大小跟它的质量成反比，即a∝。 对于任何物体都是这样的吗？ 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； 加速度的方向和作用力的方向相同。 1.内容 牛顿第二定律 2.表达式 也可以写成等式 F＝kma 其中k是比例系数。 k应该 如何取值？ 牛顿第二定律 2.表达式 F ＝ kma m＝1 kg的物体在某力作用下获得1 m/s2的加速度时，这个力 F＝1 kg·m/s2。 力的单位——“千克米每二次方秒”，称作“牛顿”，用符号N表示。 质量m、加速度a、合力F均取国际单位时， k = 1。 F＝ma 牛顿第二定律 在同样的力的作用下： m越大，a越小，运动状态越难改变； m越小，a越大，运动状态越易改变。 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，因此质量即为物体惯性大小的量度。 F＝ma → 为什么物体质量越大， 惯性越大？ 牛顿第二定律：因果性 G F FN Ff Q1：物体是因为受了力才有加速度， 还是因为有了加速度才有力？ 力是改变物体运动状态、 产生加速度的原因 牛顿第二定律：同体性 Mg F FN Ff Q2： 小车所受合力：F 小车与重物加速度：a 能否列出表达式：F=ma？ mg F 对小车：F=Ma 三个物理量 均对相同物体讨论！ 牛顿第二定律：矢量性 Mg F FN Ff Q3： 如何对重物应用牛顿第二定律，分析其力与加速度的情况？ mg F 以重物加速度方向（竖直向下）为正方向： 对重物：mg-F=ma 加速度与合力的方向 总是相同 牛顿第二定律：瞬时性 Q4：如果在小车运动过程中， 突然将重物与绳撤去， 小车受的合力与加速度是否会突变？ a与F同时产生，同时变化，同时消失 小车速度是否会突变？ Mg F FN Ff 牛顿第二定律：独立性（力的独立作用原理） Q5： 从牛顿第二定律可知：无论怎样小的力，都可以使物体产生加速度。 可是，用力F提一个很重的箱子，有可能提不动。 这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？ G FN F 每个力各自独立地能使物体产生一个加速度，与物体是否受其他力无关。 物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。 总结：对牛顿第二定律的理解 3. 矢量性：F=ma是一个矢量式，a与F的方向总是相同; 4. 瞬时性： a与F是瞬时对应关系，即a与F同时产生，同时变化，同时消失。加速度与力一样可以突变，而速度是无法突变的; 5. 独立性：每个力各自独立地能使物体产生一个加速度，与物体是否受其他力无关，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。 2. 同体性： a、F、m对应于同一物体; 1. 因果性：力是产生加速度的原因； 总结：牛顿第一定律与牛顿第二定律的对比 牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态、产生加速度的原因，给出了力的定性定义，提供了一种识别物体是否受力的方法，同时给出惯性系的概念，是实验结果、外推假设等的复合定律。（所以不能说它就是实验定律） 牛顿第二定律是一个实验定律，给出了力的定量定义，揭示了a、F、m的定量关系。 总结：牛顿第一定律与牛顿第二定律的对比 能否说牛顿第一定律就是牛顿第二定律在F = 0时的特例？ 不能！ 牛顿第一定律定义了惯性系； 在惯性系中，才能得到物体准确的加速度数据，因此牛顿第二定律是在惯性系的基础上建立的。 牛顿第一定律是整个经典力学的出发点，是不能用牛顿第二定律代替的。 辨析：加速度的表达式 这两个表达式有何不同？ 辨析：加速度的表达式 定义式 决定式 加速度的大小 方向 不由∆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 可由∆v、 ∆t计算出来； 1.平直路面上质量是30kg的手推车，在受到60N的水平推力时做加速度为1.5m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，车的加速度大小是多少？方向如何？ 2.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a。 3．如图所示，一木块沿倾角θ的光滑固定斜面自由下滑。重力加速度大小为g。 (1)求木块的加速度大小； (2)若木块与斜面间的动摩擦因数μ，求木块加速度的大小。 4.一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力。 用动力学方法测质量 假设你现在身处太空之中，如何测量一个物体的质量呢？ F＝ma，已知力F，并测出加速度a，就可以算出物体的质量m ——动力学方法测质量 $$