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，从实验结果分析入手，先呈现质量一定时加速度与力成正比、力一定时加速度与质量成反比的关系及图像特征，再过渡到定律表述与公式推导，构建实验到理论的学习支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于通过实验探究培养科学探究能力，结合“小蛮驴”机器人等实例进行模型建构与科学推理，深化运动和相互作用的物理观念。对定律的因果性、矢量性等多维度理解设计问题讨论，助力学生形成科学思维，同时为教师提供清晰的教学流程与丰富例题，提升教学效率。

主讲老师： 粤教版（2019）高中物理必修第一册课件 第四章 牛顿运动定律 第3节 牛顿第二定律 物思理 目录 1、实验结果分析 2、牛顿第二定律的表述 3、牛顿第二定律简单应用 第四章 牛顿运动 第3节 牛顿第二定律 4、巩固练习 物思理 2 探究：加速度与力、质量的关系 质量一定时， 加速度与力的关系 力一定时， 加速度与质量的关系 一、实验结果分析 物思理 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.这就是牛顿第二定律. 二、牛顿第二定律的表述 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. 当加速度、质量、力都使用国际单位时，则比例系数k=1 ，牛顿第二定律简化： （当物体受到多个力作用时） 物思理 我们在初中已知物体重力与质量间的关为 ，式中 。在高中的学习中，我们又知道重力加速度 。两者之间有什么关系？ 等价 二、牛顿第二定律的表述 物思理 【例题】一辆质量为1.0×103kg 的汽车，经过20s 由静止沿直线匀加速到50m/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： 三、牛顿第二定律的简单应用 物思理 例1：在光滑的水平面上一个质量为m=1Kg物体受到两个力的作用F1=10N，F2=4N向右做匀加速直线运动。 （1）加速度由F1、F2还是它们的合力来决定？这个力的大小和方向如何？a大小和方向为多少？ （2）若F1撤掉后，合力的大小和方向又如何？加速度大小和方向为多少？物体做什么运动？ 三、牛顿第二定律的简单应用 物思理 二 一 例2.图中所示为阿里巴巴发布的第一款物流机器人“小蛮驴”,集成了达摩院最前沿的人工智能和自动驾驶技术，具有类人认知智能，大脑应急反应速度达到人类的7倍。未来，“小蛮驴”机器人将率先在菜鸟驿站大规模投用。在某次测试过程中，实验人员让“小蛮驴”从静止开始做匀加速直线运动，若“小蛮驴”满载货物时总质量为200kg，所受阻力恒为车重的0.2倍，所受水平方向的牵引力为500N。（g 取10m/s2） （1）请画出“小蛮驴” 的受力分析图。 （2）“小蛮驴”所受合力为多大？ 加速时加速度大小又是多少？ （3）行驶25m时能达到多大的速度？ 三、牛顿第二定律的简单应用 物思理 8 例2解：（1）对小蛮驴受力分析如右图示： ① ② ③ 联立①②③解得：F合=100N ④ a=0.5m/s2 ⑤ （3） ⑥ F f FN mg （2）选初速度为正方向，据题意有： ⑦ 三、牛顿第二定律的简单应用 物思理 例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 mg N θ F合 a f mgcosθ mgsinθ θ 解：（1）若斜面光滑，对物体受力分析如图： 根据牛顿第二定律：mgsinθ=ma，得：a=gsinθ （2）若斜面粗糙，物体受力如图 根据牛顿第二定律：mgsinθ-f =ma f =μN， N=mgcosθ 联立解得：a=gsinθ-μgcosθ 三、牛顿第二定律的简单应用 物思理 ★ 用牛顿第二定律解决两类动力学问题： ①已知受力情况求运动情况； ②已知运动情况求受力情况。 这两类问题的分析流程为： 在这两类问题中，关键是抓住加速度这个联系力和运动的桥梁。怎样求加速度是解决这两类问题的关键。 四、总结 物思理 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 ④选取正方向，根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解 ①确定研究对象 用牛顿第二定律解题的一般步骤 四、总结 物思理 问题1. 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？ 力是产生加速度的原因 因果性 问题2. 在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？ 物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。 矢量性 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 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；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化. 瞬时对应性 问题3：若作用在物体上的外力随时间不断变化，则物体的加速度会如何？ 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 问题4. 从牛顿第二定律的内容分析, F、m、 a是对于几个物体而言的? F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。 同体性 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 问题5：若该物体同时受到这两个相互垂直的力共同作用呢，请问该物体的加速度大小和方向又是怎样的呢？ a F1 F2 F合 a F1 F2 F合 a2 a1 　 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。 独立性 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 问题6：牛顿第二定律可以应用于所有运动吗？ 如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。以加速运动的物体作为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫作非惯性系。 牛顿第二定律只能解决惯性参考系中宏观物体的低速运动问题，对于高速运动问题及微观粒子不适用。 局限性 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 同体性 矢量性 瞬时性 独立性 因果性 局限性 五、对牛顿第二定律的理解 物思理 1.（多选）下列对牛顿第二定律的理解正确的是（ ） A.由F=ma可知，F与a成正比，m与a成反比 B.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 C.加速度的方向总跟合外力的方向一致 D.当外力停止作用时，加速度随之消失 CD 练习 物思理 2.（多选）关于力和物体运动的关系，下列说法中正确的是 （ ） A．物体受到的合外力越大，则速度的改变量就越大 B．物体受到的合外力不为零且不变，则物体的运动状态一定改变 C．物体受到的合外力不为零且改变，则物体的速度一定改变 D．物体受到的合外力为零，则物体的运动状态一定不改变 BCD 练习 物思理 3.力F1单独作用在物体上产生的加速度a1=5m/s2，力F2单独作用在该物体上产生的加速度a2=4m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为（ ） A．7 m/s2 B．0.5 m/s2 C．1 m/s2 D．10 m/s2 BD 练习 物思理 4.如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对静止于车厢后竖直壁上。当小车的加速度增大时（ ） A.M所受的静摩擦力增大 B.M对车厢的作用力增大 C.M仍相对车厢静止 D.M受到的合外力为零 BC 练习 物思理 See you later! 物思理 $