4.2 牛顿第二定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

第四章 牛顿运动定律 4.2 牛顿第二定律 新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第三章 一、知识回顾： 1.牛顿第一定律 （1）内容:一切物体总保持 状态或 状态,直到 有 迫使它改变这种状态为止. （2）揭示了力和运动的关系：力不是 的原因，而是 的原因，力也是产生 的原因。 （3）牛顿第一定律也叫作 定律， 是物体的固有属性，一切物体都具有 ，与物体的受 情况及运动情况 . 是物体惯性大小的量度。 匀速直线运动 静止 外力 改变物体运动状态 维持物体运动状态 加速度 惯性 惯性 惯性 无关 质量 2.牛顿第三定律 （1）内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是 ， ，作用在 上。 大小相等 方向相反 同一条直线 一、知识回顾： （2）特点： 2.牛顿第三定律 ①同时性： ；②同一性： ； ③异体性： ； ④反向性： ； ⑤等值性： ； ⑥共线性： . 同时产生、同时消失、同时变化 同一性质的力 作用在两个物体上 方向相反 大小相等 作用在同一条直线上 （3）作用力与反作用力与一对平衡力的区别 一对平衡力 一对作用力与反作用力 相同点 作用对象 力的性质 作用时间 力的作用效果是否可抵消 大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上 作用在同一个物体上 作用在两个物体上 性质相同 性质可以不同 同时产生、变化、消失 不具有同时性 不能求合力，不能抵消 可以求合力，效果可以抵消 二、交流探究： 由牛一定律可知：力是改变物体运动状态的原因，也是使物体产生加速度的原因。那么加速度除了与力有关外，还与什么因素有关？ 加速度与这些因素又有着怎样的关系？（阅读课本P103－106） 影响加速度的因素有哪些呢？ 力和物体的质量 研究一个物理量可能同时与几个因素有关时，应该采用怎样的方法呢？ 控制变量法 加速度a与力F、质量m之间有什么定量关系？ （1）m 不变，探究a与 F 的关系， （2）F 不变，探究a与 m 的关系． （1）绳拉小车的力是不是小车受到的合外力？ 不是。如果将木板的一端稍作垫高，平衡掉摩擦力，使小车匀速下滑，此时拉力才等于合外力。 （3）绳子的拉力等于砂桶总重量吗？为什么？ 不等于！因为砝码向下加速，所以绳子的拉力小于砝码的重力。 （4）什么情况下砂桶重力可以近似等于绳子拉力即小车所受的合外力？ 当砂桶质量比小车质量小得多时，绳子的拉力近似等于砝码的重力，即小车受到的合外力近似等于砝码的重力。 二、交流探究： 思考： 1.如何测加速度a？ 2.如何测物体的质量m？ 纸带法、光电问法等 3.如何测出物体受到的作用力F？ 天平 （2）如何来平衡摩擦力？ 在长木板不带定滑轮的一端下面垫一块木板.反复移动木板的位置,直至轻推小车，小车在斜面上做匀速直线运动为止.（要系纸带，但不系绳子不挂砂桶） 拉力传感器 5 二、交流探究： 实验步骤 实验注意事项 实验结论 （1）平衡摩擦力 （2） ——要用砂桶的重量代替绳子的拉力时才需要满足此条件 （3）改变小车的质量再次进行实验时，不需要重新平衡摩擦力 数据处理 列表、作图（分别作 a-F图和a-1/m图） a与F成正比，a与m成反比 牛顿第二定律 加速度与力的关系 加速度与质量的关系 未平衡摩擦力或倾角过小 平衡摩擦力过度或倾角过大 二、交流探究： 一、牛顿第二定律 1.内容：物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反正，加速度方向与作用力的方向相同。 要将 写成等式，数学上还需要引入一个比例系数k，即 国际上规定，使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力为1N。即 如果都使用国际单位，则比例系数k=1，简化后，得到牛顿第二定律的数学表达式为： 二、交流探究： 一、牛顿第二定律 （2）数学表达式： （3）对牛顿第二定律的理解 因果性 矢量性 瞬时性 同体性 独立性 力是产生加速度的原因，有合力就有加速度 加速度的方向与合力的方向相同 加速度与合力是瞬时对应的关系，同时产生，同时变化，同时消失 F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 [例1](多选)下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是( ) A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比D．由m＝可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出 二、交流探究： CD [例2]（多选）下列说法错误的是（　　） A.物体所受合力不为零时，加速度不可能为零 B.物体所受合力的方向，就是物体速度的方向 C.加速度的方向一定与物体所受合力的方向相同 D.物体速度为0时，加速度一定为0 BD 三、课堂练习： [例3]如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧.现对物体施一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是（　　） A.速度增大，加速度增大 B.速度增大，加速度减小 C.速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D.速度先增大后减小，加速度先增大后减小 C 三、课堂练习： [例4]如图所示，质量为20 kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用，则该物体(g=10m/s2)( ) A.受到的摩擦力大小为20 N，方向向左 B.受到的摩擦力大小为20 N，方向向右 C.运动的加速度大小为1.5m/s2，方向向左 D.运动的加速度大小为1m/s2，方向向右 A 4.如图，物体放在光滑水平面上，A的质量是B的2倍，用水平恒力F推A，使A和B一起向右运动，则间的作用力大小为( ) A. B. C. D.F C 三、课堂练习： [例4]一辆质量为m=1.0×103kg的汽车，经过10s由静止沿直线匀加速到30m/s。求汽车所受的合力。 解：由运动学公式： 得： 根据牛顿第二定律： 得： [例5]如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角θ＝37°，小球和车厢相对 静止，小球的质量为m=1 kg(sin 37°＝ 0.6， cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)。求： 请判断车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； a= gtanθ=7.5m/s2 向右加速或向左减速 [例6]如图所示，倾角为θ的斜面固定于电梯中，当电梯加速度为a竖直向上加速运动时，质量为m的物体始终与斜面保持相对静止，则物体受到的支持力和摩擦力是多大？ 三、课堂练习： 第四章 牛顿运动定律 4.2 牛顿第二定律 新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第三章 （4）a＝eq \f(Δv,Δt)与a＝eq \f(F,m)的区别 (a＝eq \f(Δv,Δt)是加速度的定义式，不能决定a的大小，a与v、Δv、Δt均无关。 (a＝eq \f(F,m)是加速度的决定式，加速度由物体受到的合力和质量共同决定。 $