5.3 牛顿第二运动定律 课件-2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿第二运动定律，从加速度与力、质量的比例关系导入，通过国际单位制定义使比例系数k=1，构建从定性（a∝F/m）到定量（F合=ma）的学习支架，系统呈现定律内容及应用。 其亮点在于以“独立性、瞬时性、同体性、矢量性”深化物理观念，结合列车运动实例培养科学思维中的模型建构与推理，通过“受力-运动”双向应用及规范解题步骤，助力学生掌握定律应用，教师可高效实施概念教学与能力训练。

5.3 牛顿第二运动定律 F a o a o a ∝ F a ∝ m 1 a ∝ m F F ∝ma F ＝kma m 1 导入新课 新课教学 物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比， 1、内容： 一、牛顿第二运动定律 F合 ＝kma 加速度的方向与合外力的方向相同。 如果一个力作用在1kg的物体上，使物体产生1m/s2 的加速度，我们就定义这个力的大小是1N，即： k=? 如果F合、a、m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成： F合 ＝ma 2、表达式： 3、对牛顿第二定律的理解： （1）独立性： 作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关；而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和，F应为物体受到的合外力。 G N f F aN af aF aG （2）瞬时性： 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力就有加速度；合外力消失，加速度立刻消失。 同时产生 同时消失 力与加速度 同时变化 （3）同体性： F合、m、a均是对同一研究对象，F合中的每一个力都是同一研究对象所受的力。 （4）矢量性： F合=ma，a的方向由F合决定，与速度v无关。 1、下列说法正确的是: A. 物体合外力减小时，加速度一定减小 B. 物体合外力减小时，速度一定减小 C. 物体速度为零，合外力一定为零 D. 物体合外力为零时，速度一定为零 E. 物体的运动方向一定跟合外力方向相同 F. 物体的加速度方向一定跟合外力方向相同 牛刀小试: 2、关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是： A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大 B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小 C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比 D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比， 而且在任何情况下，加速度的方向，始终与物体所受的合外力 方向一致 二、牛顿第二运动定律的应用 1、已知受力情况求运动情况 例1、某高速列车起动后的初始阶段，可视为在恒定的牵引力作用下做匀加速直线运动。若在该阶段列车组的牵引力为3.04×105N，列车所受阻力为7.9×104N，列车质量为4.5×105kg，则列车从起动到速度达到60km/h需要多长时间? G N F f F合=F－f 研究对象 高速列车 F=3.04×105N ，f= 7.9×104N v0=0，vt=60km/h=16.7m/s 匀加速直线运动，t=? 受力分析 运动分析 求 合 力 列方程求解 解：选定列车运动方向为正方向。由牛顿第二定律， 得： 列车从起动至速度达到60km/h需要33.4s G N F f 由匀变速直线运动的速度公式 ，得： 例2、某高速列车总质量为4.5×103kg，在以216km/h的速度直线行驶时紧急制动，要求从开始制动到完全停止的行驶距离不超过2000m。该高速列车在制动过程中受到的阻力至少为多大? f = ? F合=f f 2、已知运动情况求受力情况 研究对象 运动分析 受力分析 求 合 力 高速列车 v0=216km/h=60m/s，vt=0 匀减速直线运动，s=2000m 列方程求解 由牛顿第二定律，得 该高速列车在制动过程中受到的阻力至少为4050N。 f 解：选定列车运动方向为正方向。由匀变速直线 运动的速度－位移公式 ，得： 确定研究对象 对物体进行受力分析和运动分析 合外力 加速度 受力分析 运动分析 选取正方向，根据牛顿第二定律和运动学方程求解 3、用牛顿第二定律解题的一般步骤 牛顿第二定律：F合＝ma 基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系 推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。 基本单位：基本量的单位叫做基本单位。 导出量：根据物理关系式由基本量推导出的其他物理量。 导出单位：导出量的单位叫做导出单位。 三、国际单位制 在F=ma这个公式中，m的单位是kg，a的单位是m/s2，得出力的单位是kg·m/s2。这个名称太长，我们给了它一个简单的名称－牛顿（N）。 单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制。 ①物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位。 ②在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。 长度的单位有：厘米（cm）、米（m）、千米（km）等． 质量的单位有：克（g）、千克（kg）等． 时间的单位有：秒（s）、分（min）、小时（h）等． ③速度、加速度、力都是导出量，它们的单位是导出单位。 1、内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的 质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。 一、牛顿第二运动定律 3、对牛顿第二定律的理解： 独立性、瞬时性、同体性、矢量性 二、同际单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制。 课堂小结 2、表达式：F=ma 1. 质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力 作用。则物体的加速度大小可能是（ ） A. 5m/s2 B. 3m/s2 C. 2m/s2 D. 0.5m/s2 ABC 课堂练习 2．某绿化用洒水车的牵引力不变，所受阻力与重力的 关系为Ff＝kmg（k为常数），未洒水时，做匀速直 线运动，洒水时它的运动将是（　　） A．做变加速运动 B．做初速度不为零的匀加速直线运动 C．做匀减速运动 D．仍做匀速直线运动 A 3、如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹 簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连．在某一 段时间内小球与小车相对静止，且弹簧处于压缩状态， 若忽略小球与小车间的摩擦力．则在这段时间内小车可 能是(　 　) A．向右做加速运动 B．向右做减速运动 C．向左做加速运动 D．向左做减速运动 AD 2. 如图所示，质量为4 kg的物体静止于光滑的水平面上， 若物体受到大小为20 Ｎ，与水平方向成60°角斜向上 的拉力F作用时沿水平 面做匀加速运动，求物体的 加速度是多大?(ｇ取10 m/s2) F θ 3. 一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从 斜面顶端由静止开始加速下滑， （1）若斜面光滑，求物体的加速度？ （2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度？ θ 4. 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。 $