5.3牛顿第二运动定律 课件-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

该高中物理课件以牛顿第二运动定律为核心，涵盖定律表达式、意义、理解特性及国际单位制等内容。通过赛车实例导入，引出加速度、作用力与质量的关系，借助a-F图像、a-1/m图像、受力分析图及“蚂蚁推砖”设问等学习支架，帮助学生构建定律的定量关系与内涵。 其亮点在于结合实验分析（如重物质量远小于小车质量的推导）和自制加速度计实践，培养科学探究能力，通过图像分析与设问促进科学思维（科学推理、质疑创新），强化运动和相互作用的物理观念。采用问题驱动与实验探究的教学方法，学生能深化理解，教师可提升教学效率。

第3节 牛顿第二运动定律 1 加速度a 作用力F 质量m 三者之间存在怎样的定量关系呢？ 赛车常采用碳纤维材料，质量小、强度高，并且赛车的发动机也非常强劲，短时间内能获得较大的速度。 2 知识点一：牛顿第二运动定律及其意义 m相同时，物体加速度a与所受外力F成正比 F相同时，物体加速度a与物体质量m成反比 G N F1 F2 F 当物体受到多个力时，F则为合外力 =F1-F2 3 k为比例常数 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，加速度方向与合外力方向相同。 牛顿第二运动定律 的单位： 的单位： 的单位： 如果规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所用的力为1kg·m/s2 则 1 N = 1 kg·m/s2 后人为了纪念牛顿将kg·m/s2 称为牛顿，简称牛，用符号 N 表示。 从牛顿第二运动定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，牛顿第二运动定律是否错了？请你解释一下？ 咦，我用了力，怎么没有加速度呢？ 推力F 静摩擦力f 砖头在水平方向除了受到向右的推力F，还受到水平向左的静摩擦力f 若推力F小于最大静摩擦力时，F与f相平衡，木箱所受合力为0，加速度为0 F＝ma中的F指的是物体所受的合力 对牛顿第二运动定律的理解 1.因果性：m是内因、 F是外因；a由F、m共同决定 θ N θ F合 2.矢量性：公式中的F合与a都是矢量，且二者方向相同 F推－mg=ma F合的方向向上，a方向也向上 mg F推 a · 3.瞬时性:物体在某一时刻的加速度与该时刻所受的合力有关。 · G N · G N F f F合=F－f 向右 a≠0 向右 G N f F合=f 向左 a≠0 向左 F合=0 a=0 【规律总结】 某一时刻的加速度总是与那一时刻所受的合力成正比；有力即有加速度；合力消失，加速度立刻消失。 4.同体性：F合与a均是对同一研究对象而言，F合中的每一个力均应是同一研究对象所受的力。 5.独立性：每一个力都可以使物体独立的产生加速度，物体的加速度是所有力产生加速度的矢量和。 6.相对性：惯性参照系 (地面系)。 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 2.分析受力情况 画受力分析图 求合 外力 求a 3.运动情况的分析 选择合适的运动学表达式 4.根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解 桥梁： 加速度a 1.选择研究对象 实验中重物的质量m为什么要远小于小车的质量M？ m M mg 重物与小车一起做匀加速运动，加速度相同，将两者视为整体，由牛顿第二定律得 F 对小车受力分析，由牛顿第二定律可得 ① ② 由①②式解得 当m<<M时，m/M→0,即 自制简易加速度计 用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。如图所示，在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的画有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。根据摆动后稳定的角度，便可知道加速度的大小和方向。 θ θ 简易加速度计示意图 知识点二：国际单位制 物理学的关系式: 确定了物理量间的关系，确定了物理量的单位间的关系。 m m/s s m/s s m/s2 F=ma m/s2 kg kg ·m/s2 N 物理量具有明确的定义和物理意义，可以用不同的方法测量，测量的结果用数值和相应的单位来表示。 x= 10 m m= 5 kg t= 20 s 基本量 基本单位 基本量：被选定的物理量 长度 质量 时间 基本单位：基本量的单位 作用：利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。 m、km、cm …… kg、g、t …… s、 min、h…… 导出单位：导出物理量的单位。 导出量：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量 速度： v = 10 m/s 加速度：a = 5 m/s2 力： F = 20 N 导出量 导出单位 位移(长度x) 和时间t 速度v 和时间t F=ma 加速度a和质量m 单位制：由基本单位和导出单位一起组成单位制。 kg·m/s2 m/s2 、dm/s2 、 km/min2等 m/s、 km/h、 dm/min等 力 加速度 速度 kg、g、mg 等 质量 s、min、h、天、月、年 等 时间 m、dm 、cm、nm、光年 等 长度 物理量 单位 基本单位 导出单位 单 位 制 基本量 1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称SI。 在力学范围内，规定长度、质量、时间为三个基本量，对热学、电磁学、光学等学科，除了上述三个基本量和相应的基本单位外，还要加上另外四个基本量和它们的基本单位，才能导出其他物理量的单位。 国际单位制中的七个基本量和相应的基本单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 ___ 质量 ___ 千克(公斤) kg 时间 t 秒 __ 电流 I 安[培] ___ 热力学温度 ___ 开[尔文] K 物质的量 n,(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I,(Iv) 坎[德拉] cd m m s A T 力学国际单位制（SI）在解题中应用的优点 1.在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。 2.物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系。因此，在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。 （简化计算过程的单位表达） （检验结果的正误） 牛顿第二运动定律 牛顿第二运动定律及其意义 表达式：F＝ma 矢量性、独立性、因果性、瞬时性、相对性、同体性 力的单位“牛顿”的定义 国际单位制 推导物理量的单位、简化计算表达式 国际单位制(SI)基本单位 单位制 基本单位 导出单位 1.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20 N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1 kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为10 N，当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为8 N，这时小车运动的加速度大小是(　　) A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.8 m/s2 B B 2.如图所示，直角形杆ABC在竖直面内，BC段水平，AB段竖直，质量为m的小球用不可伸长的细线连接在两段杆上，OE段水平，DO段与竖直方向的夹角为 。只剪断EO段细线的瞬间，小球的加速度为 ；而只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为 ，则 为( ) A.1 B. C.2 D. 3.声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关。下列速度的表达式(k为比例系数，无单位)中可能正确的是( ) A. B. C. D. B 　 $