4.3 牛顿第二定律 课件 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿第二定律，通过知识回顾（m一定时a∝F，F一定时F∝ma及F=kma）搭建学习支架，以“如何消去比例系数k”的探究导入新课，衔接新旧知识脉络。 其亮点在于结合“书价单位”实例类比理解k=1的推导，通过探究二、三及“推汽车不动”讨论，从矢量性、瞬时性等七维度深化定律理解，体现科学思维与科学探究。例题与练习结合实际，帮助学生构建运动和相互作用观念，为教师提供结构化教学资源。

第三节 牛顿第二定律 授课人：四川省眉山车城中学 廖 珍 均 教科版 物理 必修 第一册 第四章 牛顿运动定律 k 为比例系数 或 F（N） m 一定时 F 一定时 一、知识回顾 a ∝ F a∝ m 1 F ＝kma 正比于 a ∝ m F F ∝ma 则总书价y的表达式为 ， 探究一、你能否想个办法把F=kma中比例系数k消掉? 小结：要比例系数为1，就必须从其单位来考虑。 若书价以分为单位则总书价的表达式为 ， 那么y与ab之间的比例系数k=1； 一、牛顿第二定律 在国际单位制中，1牛顿的定义: 使质量是1kg的物体产生1米每二次方秒加速度的力的大 小是1N。即： 1牛=1千克·米/秒 2 如果在F=kma中都用国际单位制的单位，F的单位用N,m的单位用kg,a的单位用m/s .这样，在式中就可以使k=1，F=kma式简化成 F=ma 二、新课讲解 y=ab y=100ab 那么y与ab之间的比例系数k就是100. 实例：如每本书的价格为a元，共有b本书， 2 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟合力的方向相同 F合=ma 2. 表达式: 一、牛顿第二定律 合力 单位:N 质量 单位:kg 1.内容： (1)因果性: 在式F合=ma中，合力F是使物体产生加速度的原因，而加速度则是合力F作用产生的效果。虽有因果关系，但无先后之分。 (2)同体性: a 、F合、m是对同一研究对象（物体）而言的。 3、对牛顿第二定律的理解： 加速度 单位：m/s 2 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (3)矢量性: F合=ma是一个矢量式，a与F合均为矢量，二者的方向总是相同。速度方向与合力方向无必然联系 探究二：加速度方向和合力的方向有何关系？ a F2 F1 图3-3-2 因为F1大于F2，所以小车有沿F1方向的加速度 f v a 图3-3-4子弹射入墙壁过程中，受到墙的阻力，子弹的加速度方向与阻力方向一致 3、对牛顿第二定律的理解： a m F 图3-3-1 加速度方向与合力方向相同 g G v 图3-3-3 足球一旦离开脚，仅仅只受重力作用（忽略空气阻力），运动的加速度就是重力加速度g F合=ma是对运动过程中的每一瞬间成立的。 F合随着时间而改变，加速度就随时间而改变。F合与加速度a同时存在、同时消失、同时变化、瞬时对应 (4)瞬时性: F合=ma 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 探究三： 光滑水平面 A F N G 1.物体还受哪几个力? 2.G与N分别产生加速度吗? (5)独立性: 作用在物体上的每一个力都独立产生各自的加速度且都遵循牛顿第二定律，而物体实际的加速度则是这些加速度的矢量和。 3、对牛顿第二定律的理解： 小结：对牛顿第二定律的理解： (1)因果性 (2)同体性 (3)矢量性 (4)瞬时性 (5)独立性 另外： (6)相对性:物体的加速度必须相对地球静止（地面） 或匀速直线运动的参照系而言 (7)统一性:各物理量必须统一使用国际制的单位 F合=ma 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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，当我们用力推一辆静止的汽车时，却推不动它，这与牛顿第二定律有无矛盾?为什么? 不矛盾. 答： 讨论交流： 因为，由牛顿第二定律的公式F合=ma可知，无论怎样小的力（F≠0）都可以使物体产生加速度，这个力应该是指合外力。现用力推汽车时，汽车仍静止，说明汽车在水平方向上受到F推和f静两个力处于平衡状态,F合=0。 F合=ma 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1、（多选）在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法，正确的是 ( ) Ａ、在任何情况下k都等于１； Ｂ、k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的； Ｃ、k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的； Ｄ、在国际单位制中，k=1． 2、（多选）下列说法中正确的是（ ） A、物体所受合力越大,物体的加速度越大,速度也越大 B、物体受恒力作用，加速度大小一定不变 C、物体的加速度方向一定与物体所受合力的方向相同 D、物体所受的合外力减小时，加速度一定减小 3、 静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是( ) A、物体立即获得加速度和速度 B、物体立即获得加速度，但速度仍为零 C、物体立即获得速度，但加速度仍为零 D、物体的速度和加速度均为零 BCD 随堂练习一 F合=ma CD B F A 光滑水平面 二、力学单位制 在物理学中，选定七个物理量的单位作为基本单位。它们是长度、质量、时间、电流强度、热力学温度、物质的量、发光强度，它们的单位是米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、摩尔（mol）、开尔文（K）、坎德拉（cd）。 由基本单位通过物理公式推导而得到的单位，叫做导出单位。 由基本单位与导出单位共同组成。 在力学中，选定长度、质量和时间三个物理量的单位作为基本单位。在国际单位制（SI）中，取米（长度单位）、千克（质量单位）、秒（时间单位）作为基本单位。 2、基本单位： 3、导出单位： 1、单位制： 4、力学中的基本单位： 探究四：阅读、归纳 【例题】如图3-3-5所示，小慧推动小车前进，已知小车的质量是7.0kg,假定水平推力为14N,不计阻力，求小车的加速度和从静止开始2.0s末的速度大小. 分析：小车在竖直方向上所受的重力与支持力平衡，所以只需要考虑小车在水平方向上的受力和运动情况，在水平方向，小车在恒力的作用下作匀加速直线运动。先用公式F=ma 求出加速度a,然后用公式vt=at求出速度vt. 在解题的过程中，只要代入的数据都用国际单位制的单位，那么得到的物理量的单位也一定是国际单位制的单位。因此，解题过程中，就没有必要一一写出各个物理量的单位，只要在表达式末尾写出所求量单位就可以了。在上面的例题中，可以这样写： 三、知识应用 解：由牛顿第二定律F=ma可知，小车的加速度 a= = = = 2.0m/s . 小车的末速度：vt=at=2.0m/s ×2.0s =4m/s F m 14N 7.0kg 2 2 14kg·m/s 7.0kg 2 a= = m/s = 2.0m/s . vt=at=2.0X2.0m/s =4m/s F m 14 7.0 2 2 F合=ma G N F推 小 结：（1）利用单位还可以对一些公式进行初步的检验。在统一单位后，等式两边的单位应该是一致的，否则等式不成立。 （2）运用牛顿第二定律解题的一般步骤：1．确定研究对象． 2．分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图． 3．求出合力．注意用国际单位制统一各个物理量的单位． 4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解． 随堂练习二 F合=ma 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大? （假定试车过程中汽车受到的阻力不变。） 分析：汽车在竖直方向上所受的重力与支持力平衡，所以只需要考虑小车在水平方向上的受力与运动情况，在水平方向上，汽车在恒力的作用下做匀减速直线运动.先用公式a＝(vt-vo)/t求出加速度a,然后用公式f =ma求出f. V N 汽车减速时受力情况 选定汽车行驶方向为正方向。汽车在减速过程中:Vo=100km／h＝27.8 m／s，Vt=0，t=70s。根据 a＝(vt-vo)/t 可知: 汽车加速度为a＝ m／s =－0.397 m／s2, 方向向后. 根据牛顿第二定律F=ma得: 受到的阻力 f＝ma＝1100×( －0.397)N= －437N, 方向向后. 解： G f 70 (0-27.8) 2 1．1牛=1千克·米/秒 2．牛顿第二定律的内容及表达式． 3．牛顿第二定律的理解 (1)矢量性 (2)瞬时性 (3)同体性 (4)独立性 (5)因果性 (6)相对性 (7)统一性 4．运用牛顿第二定律解题的一般方法． 5．力学单位制及统一单位制的必要性 四、总结提炼 2 ：从牛顿第二定律的角度，如何理解质量是物体惯性大小的量度？ 1、课后《发展空间》1、2 2、练习册 五、发展空间 六、课后作业 谢 谢 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $