4.3 牛顿第二定律 课件-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿第二定律，涵盖定律内容、表达式、单位及应用，通过数字化实验导入，利用数据采集器和位移传感器分析加速度与力、质量的关系，衔接牛顿第一定律，搭建从实验探究到规律总结的学习支架。 其亮点是融合科学探究与科学思维，以数字化实验培养科学探究能力，通过“提箱子不动”等讨论与辨析题促进科学推理和质疑创新，结构化小结强化物理观念。学生能深化理解并提升应用能力，教师可依托此资料高效开展教学。

牛顿第二定律 第四章 牛顿运动定律 第三节 High School Physics 学习目标 理解牛顿第二定律的内容和表达式的确切含义 02 了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作用 01 重点 知道力的国际单位“牛顿”的定义 03 会用牛顿第二定律解决简单的动力学问题 04 难点 牛顿第二定律 01 1.数字化实验的过程及结果分析 (1)数据采集器：通过各种不同的传感器，将各种物理量转换成电信号 记录在计算机中。 (2)位移传感器记录的实验结果 ①保持滑块的质量m不变，改变拉力F，可得到滑块的速度—时间图像，经分析可得，物体的加速度与合外力之间的关系：a∝F。 ②保持拉力F不变，改变滑块的质量m，可得到滑块的速度—时间图像，经分析可得，物体的加速度与质量之间的关系：a∝。 1 内容 物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同 牛顿第二定律 2 表达式 a＝k，式中F指的是物体所受的合力 ①力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N。 ②“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度的力为1 N，即1 N＝1 kg·m/s2。  ③在质量的单位取kg，加速度的单位取m/s2，力的单位取N时，F＝kma中的k＝1，此时牛顿第二定律可表示为F＝ma。 牛顿第二定律 3 力的单位 1.从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它。这跟牛顿第二定律矛盾吗？应该怎样解释这个现象？ 答案　不矛盾。牛顿第二定律F＝ma中，F指物体所受合力，用力提箱子却提不动，原因是箱子除受到拉力之外还受到重力、地面的支持力，箱子所受合力为零，所以并不矛盾。 公司logo 公司logo 讨论与交流 2.下列是甲、乙两同学对加速度的认识，甲说：“由a＝可知物体的加速度a与Δv成正比，与Δt成反比。”乙说：“由a＝知物体的加速度a与F成正比，与m成反比。”你认为哪一种说法是正确的？ 答案　乙的说法正确。物体的加速度的大小由物体所受合力的大小和质量共同决定，与速度的变化量及所用时间无关。其中，a＝是加速度的定义式，是用比值法定义的物理量，而a＝是加速度的决定式，加速度由物体受到的合力及其质量共同决定。 公司logo 公司logo 讨论与交流 (1)表达式F＝kma中，各物理量的单位都为国际单位时，k＝1。 (　　) (2)质量大的物体，其加速度一定小。(　　) (3)物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关，且与速度方向有关。(　　) (4)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致。(　　) √ × × × 辨析 1.(2025·梅州市兴宁市检测)关于牛顿第二定律，下列说法正确的是 A.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用 B.物体的质量与它的合外力成正比，跟它的加速度成反比 C.物体的合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度 D.物体的速度为零，但加速度可能很大，合外力也可能很大 √ 例题 力是产生加速度的原因，而不是有加速度才有力，故A错误； 物体的质量是物体的固有属性，与它的合外力和加速度无关，故B错误； 根据F合＝ma可知物体只要合外力不为零就会有加速度，故C错误； 物体的速度为零，但加速度可能很大，合外力也可能很大，例如在外力作用下减速到零的瞬间，故D正确。 新知讲解 牛顿第二定律简单应用 02 2.平直路面上质量是30 kg的手推车，在受到60 N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，手推车的加速度大小是多少？方向如何？ 答案　确定研究对象为手推车，设手推车运动方向为正方向，对手推车受力分析，如图(a) F合＝F－f 由牛顿第二定律F－f＝ma，得f＝F－ma＝15 N 撤去推力后，手推车受力如图(b)：由牛顿第二定律得－f＝ma' a'＝－0.5 m/s2 负号表示方向与手推车运动方向相反。 例题 牛顿第二定律 F=ma 的特点 物体的加速度a方向由它所受的合力F方向决定，且总与合力的方向相同。 (1)矢量性 力F是产生加速度a的原因，只要物体所受的合力F不为0，物体就具有加速度。 (2)因果性 加速度a与合力F是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。 (3)瞬时性 公司logo 公司logo 核心知识 3.(多选)智能化电动扶梯如图所示，乘客站在扶梯上，扶梯先匀加速上升，然后再匀速上升。设乘客的质量为m，扶梯匀加速时的加速度大小为a，扶梯的运动方向与水平面成θ角，重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A.匀速阶段乘客所受的摩擦力方向水平向右 B.匀加速阶段乘客受到水平方向的摩擦力大小为macos θ C.匀加速阶段扶梯对乘客的作用力大小为 D.匀加速阶段乘客对扶梯的压力大小为mg＋masin θ √ √ 例题 匀速阶段乘客处于平衡状态，乘客受到竖直方向的重力和支持力是一对平衡力，没有摩擦力作用，故A错误； 由牛顿第二定律得Fx＝f＝macos θ，Fy＝FN－mg＝masin θ，则FN＝mg＋masin θ，由牛顿第三定律可知乘客对扶梯的压力大小为FN'＝FN＝mg＋masin θ；扶梯对乘客的作用力大小为 F＝ ，故B、D正确，C错误。 作用在同一个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。 牛顿第二定律的独立性 公司logo 公司logo 总结提升 4.如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上。现用大小为40 N、与水平方向夹角为37°斜向上的力F拉物体，使物体沿水平面做匀加速直线运动(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。 (1)若水平面光滑，求物体加速度的大小； (2)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体加速度的大小。 答案　 (1) 8 m/s2　 (2) 6 m/s2　 例题 (1)水平面光滑时，物体的受力情况如图甲所示 由牛顿第二定律得，Fcos 37°＝ma1 解得a1＝8 m/s2 (2)水平面不光滑时，物体的受力情况如图乙所示 由牛顿第二定律得， Fcos 37°－f＝ma2 由平衡条件得，FN'＋Fsin 37°＝mg 又f＝μFN' 联立解得a2＝6 m/s2。 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 明确研究对象和过程 进行受力分析和运动分析 求合力 矢量合成法或正交分解法 两个非共线共点力 根据牛顿第二定律列方程 正交分解法 多个非共线共点力 公司logo 公司logo 核心知识 定律的应用 矢量性 牛顿第二定律 表达式：F = ma 单位：牛顿 (N) 因果性 瞬时性 独立性 特点： 步骤： 受力 + 运动分析 求合力 列式 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $