公開課課件 必修一62牛頓第二定律

牛頓第二定律合F=ma牛頓第二定律合F=ma1一、復(fù)習(xí)提問：１.什么是運動狀態(tài)的改變？運動狀態(tài)改變的原因是什么？2、運動狀態(tài)中伴有加速度，加速度與什么有關(guān)？一、復(fù)習(xí)提問：１.什么是運動狀態(tài)的改變？運動狀態(tài)改變的原因2方法：控制變量法先確定m，研究a與F的關(guān)系；再確定F，研究a與m的關(guān)系。探究物體的加速度和哪些因素有關(guān)方法：控制變量法探究物體的加速度和哪些因素有關(guān)3二、講解新課：

〈一〉介紹實驗裝置及原理：裝置：

二、講解新課：〈一〉介紹實驗裝置及原理：4

鞏固練習(xí)牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律鞏固練習(xí)退出EXITHELP鞏固練習(xí)牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二5艾薩克·牛頓是有史以來最偉大的科學(xué)家。他的主要作品包括運動定律、引力定律及微積分。他的每一個成就都足以證明他是歷史上天才的發(fā)明家。回主頁牛頓是一位獨特的學(xué)者，他研究問題的專注程度令人驚訝，他對工作全神貫注，不顧個人生活，經(jīng)常連續(xù)幾天不吃不睡，當(dāng)問他如何做出發(fā)現(xiàn)時，他說：“因為總是在思考?！彼€說：“在做出發(fā)現(xiàn)之前，我始終關(guān)注某一問題，并且等待著直到黎明的曙光一點一點地迎來陽光燦爛的白晝?！迸ｎD享年83歲，按照國葬被埋在威斯敏斯特教堂。當(dāng)時的羅馬教皇亞歷山大寫了一份恰當(dāng)?shù)捻炥o：自然和自然定律被黑暗隱藏起來；上帝說，讓牛頓在！一切都會變得光明。艾薩克·牛頓是有史以來最偉大的科學(xué)家。他的主要6如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的質(zhì)量可以忽略,讓小車在繩子的恒定拉力下做初速度為零的勻加速運動。由圖可知兩小車的質(zhì)量相等，甲受到的拉力F甲=1N,乙受到的拉力F乙=2N。（甲）（100克）（500克）（乙）（200克）（500克）由S=1/2at2，我們可以求出加速度a，a甲=1m/s2,a乙=2m/s2。加速度和力的關(guān)系：18cm8cm2cm小車乙9cm4cm1cm小車甲0.3s0.2s0.1s時間位移物體從打點記時器打出的紙帶得到如下表數(shù)據(jù)：回主頁如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的7幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):車m=186.7g（固定）數(shù)據(jù)F（N）a（m/s2）10.050.26820.0830.43530.1150.61640.180.964表一：探究力與加速度的關(guān)系（數(shù)據(jù)）幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):車m=186.7g（固定）數(shù)據(jù)F（800.050.10.150.201.4

1.21.00.80.60.4

0.2結(jié)論：a∝Fa（m/s2）F(N)00.059結(jié)論：由大量的實驗表明：對于質(zhì)量相等的物體來說，物體的加速度跟作用在它上面的力成正比。用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁結(jié)論：用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁10加速度和質(zhì)量的關(guān)系：如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的質(zhì)量可以忽略,讓小車在繩子的恒定拉力下做初速度為零的勻加速運動。由圖可知兩小車受到的拉力相等，甲小車的質(zhì)量M甲=600g,乙小車的質(zhì)量M乙=1000g。由S=1/2at2，我們可以求出加速度a，a甲=5m/s2,a乙=3m/s2。（甲）（300克）（600克）（乙）（300克）（1000克）13.5cm6.0cm1.5cm小車乙22.5cm5.0cm2.5cm小車甲0.3s0.2s0.1s時間位移物體從打點記時器打出的紙帶得到如下表數(shù)據(jù)：回主頁加速度和質(zhì)量的關(guān)系：如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)11表二：幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):F=0.05N（固定）數(shù)據(jù)m(g)1/ma（m/s2）1186.70.00540.2682236.70.00420.2113286.70.00350.1744336.70.0030.149探究物體加速度與質(zhì)量的關(guān)系（數(shù)據(jù)）表二：幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):F=0.05N（固定）數(shù)據(jù)m(1201002003004000.35

0.300.250.200.150.10

0.05m/ga（m/s2）01001300.0010.0020.0030.0040.0050.35

0.300.250.200.150.10

0.05a（m/s2）1/m結(jié)論：a∝1/m00.001014結(jié)論：由大量的實驗表明：在相同的力的作用下，物體的加速度跟質(zhì)量成反比。用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁結(jié)論：用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁15一、牛頓第二定律

１、內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。

這就是牛頓第二定律。加速度和力都是矢量，它們都是有方向的。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：或者：回主頁或一、牛頓第二定律１、內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比,16前面兩式子可以改寫成等式F=ma。式子的k是比例常數(shù)。如果公式中的物理量選擇合適的單位，可以使k=1，從而使公式簡化。我們知道，在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個單位是根據(jù)牛頓第二定律來這樣定義的：使質(zhì)量是1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力，叫做1牛頓。即：1牛=1千克·米/秒2

可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡化成：F=ma這就是牛頓第二定律的公式。回主頁前面兩式子可以改寫成等式F=ma。式子的k是比例常數(shù)。如果公17前面講的的是物體受一個力作用的情況。物體受幾個力作用時，牛頓第二定律也是正確的，不過這時F代表所受外力的合力。牛頓第二定律的更一般表述是：

物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。寫成公式就是：從牛頓第二定律的公式我們可以看出：合外力恒定不變時，加速度恒定不變，物體就做勻變速運動；合外力隨著時間的改變，加速度也隨著時間的改變；合外力為零時，加速度為零，物體就處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運動。F合=ma.回主頁前面講的的是物體受一個力作用的情況。物體受幾個力作用時，牛頓183、理解：1）同體性：F、m、a是對于同一個物體 而言的。2）瞬時性：a與F合是瞬時對應(yīng)關(guān)系同時產(chǎn)生同時消失同時變化a、F合（3）獨立性：F為一個力時，a即為其加速度。F為合力時，a對應(yīng)的是合加速度。3、理解：1）同體性：F、m、a是對于同一個物體 194）矢量性：a、F合都是矢量注意：a的方向與F合方向一定相同v的方向與F合方向不一定相同若v、F合的方向相同，物體做加速運動若v、F合的方向相反，物體做減速運動前面第一章我們已學(xué)過：a、v同向，加速； a、v反向，減速a的方向與F合方向一定相同所以，我們可得出這樣的結(jié)論：4）矢量性：a、F合都是矢量注意：a的方向與F合方向一定相同20隨堂練習(xí)：1.從牛頓第二定律公式m=F/a可得，對某一物體來說，它的質(zhì)量（）

A.與外力成正比

B.與合外力成正比

C.與加速度成反比

D.與合外力以及加速度都無關(guān)D隨堂練習(xí)：1.從牛頓第二定律公式m=F/a可得，對212.當(dāng)作用在物體上的合外力不等于零時（）

A.物體的速度將一定越來越大

B.物體的速度將一定越來越小

C.物體的速度將有可能不變

D.物體的速度將一定改變D隨堂練習(xí)：2.當(dāng)作用在物體上的合外力不等于零時D隨堂練習(xí)：22下列說法中正確的是（）A．同一物體所受合外力越大，加速度越大。B．同一物體所受合外力越大，速度越大。C．物體的加速度大小不變，一定受恒力作用。隨堂練習(xí)：A下列說法中正確的是（）隨堂練習(xí)：A23鞏固練習(xí)：回主頁（1）從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？（答案）（2）下面的哪些說法不對？為什么？A.物體所受的和外力越大，加速度越大。B.物體所受的和外力越大，速度越大。C.物體在外力作用下做勻加速直線運動，當(dāng)合外力逐漸減小。物體的速度逐漸減小。D.物體的加速度不變一定受恒力的作用。（答案）鞏固練習(xí)：回主頁（1）從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可24（1）答：沒有矛盾，由于公式F=ma看，F(xiàn)合為合外力，無論怎樣小的力都可以是物體產(chǎn)生加速度，這個力應(yīng)是合外力?，F(xiàn)用力提一很重的物體時，物體仍然靜止，說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。G=mgFN回主頁（1）答：沒有矛盾，由于公式F=ma看，F(xiàn)合為合外力，無論怎25（2）答：B、C、D說法不對。根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度，而加速度大小與速度大小無關(guān)。所以，B錯誤，物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一至。當(dāng)合外力減小但方向不變時，加速度減小但方向也不變，所以物體仍然做加速運動，速度增加。C錯誤?；刂黜摷铀俣仁鞘噶?，其方向與合外力方向一致。加速度大小不變，若方向發(fā)生改變時，合外力方向也必然變化。D錯誤。（2）答：B、C、D說法不對。根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合26例：質(zhì)量為8103千克的汽車，在水平的公路上沿直線行駛，汽車的牽引力為1.45104牛，所受阻力為2.5103牛．求：汽車前進時的加速度．解題步驟：１．研究對象：汽車.２．受力分析．３．建立坐標(biāo)系．４．由F合＝ma列方程．５．解得：a.例：質(zhì)量為8103千克的汽車，在水平的公路上沿直線行駛，解27解:對,受力分析如圖.建立如圖所示坐標(biāo)系.由牛頓第二定律得:解得:解題格式：F-f=maNGFf汽車a=1.5m/s2

例：質(zhì)量為8103千克的汽車，在水平的公路上沿直線行駛，汽車的牽引力為1.45104牛，所受阻力為2.5103牛．求：汽車前進時的加速度．解:對,受力分析28小試牛刀：

如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體與水平地面的動摩擦因數(shù)為μ=0.20。現(xiàn)對它施加一向右與水平方向成37°、大小為20N的拉力F，使之向右做勻加速運動，求物體運動的加速度大小。）37°F解：對物體受力分析mgNfFxFyyx所以

F合=

Fx合又

f=μN代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得a=2.6m/s2x方向：Fx合=Fx—fy方向：Fy合=

Fy+N

—mg

=0小試牛刀：如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體與水平291．確定研究對象．總結(jié)2．分析物體的受力情況和運動情況，畫出研究對象的受力分析圖．3．求出合力．注意用國際單位制統(tǒng)一各個物理量的單位．4．根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律建立方程并求解．1．確定研究對象．總結(jié)2．分析物體的受力情況和運動情況，30【例4】如圖所示，沿水平方向做勻加速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°，小球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg。（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）求車廂運動的加速度。（2）求懸線對球的拉力。【例4】如圖所示，沿水平方向做勻加速直線運動的車廂中，懸掛小31公開課課件必修一62牛頓第二定律32技能升華

某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過70s停下來。停下來后汽車又重新起步加速，設(shè)加速時牽引力為2000N，假定試車過程中汽車受到的阻力不變。求：(1)汽車受到的阻力的大小(2)汽車重新起步的加速度為多大？技能升華某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面33牛頓第二定律合F=ma牛頓第二定律合F=ma34一、復(fù)習(xí)提問：１.什么是運動狀態(tài)的改變？運動狀態(tài)改變的原因是什么？2、運動狀態(tài)中伴有加速度，加速度與什么有關(guān)？一、復(fù)習(xí)提問：１.什么是運動狀態(tài)的改變？運動狀態(tài)改變的原因35方法：控制變量法先確定m，研究a與F的關(guān)系；再確定F，研究a與m的關(guān)系。探究物體的加速度和哪些因素有關(guān)方法：控制變量法探究物體的加速度和哪些因素有關(guān)36二、講解新課：

〈一〉介紹實驗裝置及原理：裝置：

二、講解新課：〈一〉介紹實驗裝置及原理：37

鞏固練習(xí)牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律鞏固練習(xí)退出EXITHELP鞏固練習(xí)牛頓簡介加速度和力的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二38艾薩克·牛頓是有史以來最偉大的科學(xué)家。他的主要作品包括運動定律、引力定律及微積分。他的每一個成就都足以證明他是歷史上天才的發(fā)明家?；刂黜撆ｎD是一位獨特的學(xué)者，他研究問題的專注程度令人驚訝，他對工作全神貫注，不顧個人生活，經(jīng)常連續(xù)幾天不吃不睡，當(dāng)問他如何做出發(fā)現(xiàn)時，他說：“因為總是在思考?！彼€說：“在做出發(fā)現(xiàn)之前，我始終關(guān)注某一問題，并且等待著直到黎明的曙光一點一點地迎來陽光燦爛的白晝?！迸ｎD享年83歲，按照國葬被埋在威斯敏斯特教堂。當(dāng)時的羅馬教皇亞歷山大寫了一份恰當(dāng)?shù)捻炥o：自然和自然定律被黑暗隱藏起來；上帝說，讓牛頓在！一切都會變得光明。艾薩克·牛頓是有史以來最偉大的科學(xué)家。他的主要39如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的質(zhì)量可以忽略,讓小車在繩子的恒定拉力下做初速度為零的勻加速運動。由圖可知兩小車的質(zhì)量相等，甲受到的拉力F甲=1N,乙受到的拉力F乙=2N。（甲）（100克）（500克）（乙）（200克）（500克）由S=1/2at2，我們可以求出加速度a，a甲=1m/s2,a乙=2m/s2。加速度和力的關(guān)系：18cm8cm2cm小車乙9cm4cm1cm小車甲0.3s0.2s0.1s時間位移物體從打點記時器打出的紙帶得到如下表數(shù)據(jù)：回主頁如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的40幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):車m=186.7g（固定）數(shù)據(jù)F（N）a（m/s2）10.050.26820.0830.43530.1150.61640.180.964表一：探究力與加速度的關(guān)系（數(shù)據(jù)）幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):車m=186.7g（固定）數(shù)據(jù)F（4100.050.10.150.201.4

1.21.00.80.60.4

0.2結(jié)論：a∝Fa（m/s2）F(N)00.0542結(jié)論：由大量的實驗表明：對于質(zhì)量相等的物體來說，物體的加速度跟作用在它上面的力成正比。用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁結(jié)論：用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁43加速度和質(zhì)量的關(guān)系：如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)量為100克。小盤的質(zhì)量可以忽略,讓小車在繩子的恒定拉力下做初速度為零的勻加速運動。由圖可知兩小車受到的拉力相等，甲小車的質(zhì)量M甲=600g,乙小車的質(zhì)量M乙=1000g。由S=1/2at2，我們可以求出加速度a，a甲=5m/s2,a乙=3m/s2。（甲）（300克）（600克）（乙）（300克）（1000克）13.5cm6.0cm1.5cm小車乙22.5cm5.0cm2.5cm小車甲0.3s0.2s0.1s時間位移物體從打點記時器打出的紙帶得到如下表數(shù)據(jù)：回主頁加速度和質(zhì)量的關(guān)系：如右圖：小車的質(zhì)量都為500克，砝碼的質(zhì)44表二：幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):F=0.05N（固定）數(shù)據(jù)m(g)1/ma（m/s2）1186.70.00540.2682236.70.00420.2113286.70.00350.1744336.70.0030.149探究物體加速度與質(zhì)量的關(guān)系（數(shù)據(jù)）表二：幾位同學(xué)的實驗數(shù)據(jù):F=0.05N（固定）數(shù)據(jù)m(4501002003004000.35

0.300.250.200.150.10

0.05m/ga（m/s2）01004600.0010.0020.0030.0040.0050.35

0.300.250.200.150.10

0.05a（m/s2）1/m結(jié)論：a∝1/m00.001047結(jié)論：由大量的實驗表明：在相同的力的作用下，物體的加速度跟質(zhì)量成反比。用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁結(jié)論：用數(shù)學(xué)式子表示就是：或者：回主頁48一、牛頓第二定律

１、內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。

這就是牛頓第二定律。加速度和力都是矢量，它們都是有方向的。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：或者：回主頁或一、牛頓第二定律１、內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比,49前面兩式子可以改寫成等式F=ma。式子的k是比例常數(shù)。如果公式中的物理量選擇合適的單位，可以使k=1，從而使公式簡化。我們知道，在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個單位是根據(jù)牛頓第二定律來這樣定義的：使質(zhì)量是1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力，叫做1牛頓。即：1牛=1千克·米/秒2

可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡化成：F=ma這就是牛頓第二定律的公式?；刂黜撉懊鎯墒阶涌梢愿膶懗傻仁紽=ma。式子的k是比例常數(shù)。如果公50前面講的的是物體受一個力作用的情況。物體受幾個力作用時，牛頓第二定律也是正確的，不過這時F代表所受外力的合力。牛頓第二定律的更一般表述是：

物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。寫成公式就是：從牛頓第二定律的公式我們可以看出：合外力恒定不變時，加速度恒定不變，物體就做勻變速運動；合外力隨著時間的改變，加速度也隨著時間的改變；合外力為零時，加速度為零，物體就處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運動。F合=ma.回主頁前面講的的是物體受一個力作用的情況。物體受幾個力作用時，牛頓513、理解：1）同體性：F、m、a是對于同一個物體 而言的。2）瞬時性：a與F合是瞬時對應(yīng)關(guān)系同時產(chǎn)生同時消失同時變化a、F合（3）獨立性：F為一個力時，a即為其加速度。F為合力時，a對應(yīng)的是合加速度。3、理解：1）同體性：F、m、a是對于同一個物體 524）矢量性：a、F合都是矢量注意：a的方向與F合方向一定相同v的方向與F合方向不一定相同若v、F合的方向相同，物體做加速運動若v、F合的方向相反，物體做減速運動前面第一章我們已學(xué)過：a、v同向，加速； a、v反向，減速a的方向與F合方向一定相同所以，我們可得出這樣的結(jié)論：4）矢量性：a、F合都是矢量注意：a的方向與F合方向一定相同53隨堂練習(xí)：1.從牛頓第二定律公式m=F/a可得，對某一物體來說，它的質(zhì)量（）

A.與外力成正比

B.與合外力成正比

C.與加速度成反比

D.與合外力以及加速度都無關(guān)D隨堂練習(xí)：1.從牛頓第二定律公式m=F/a可得，對542.當(dāng)作用在物體上的合外力不等于零時（）

A.物體的速度將一定越來越大

B.物體的速度將一定越來越小

C.物體的速度將有可能不變

D.物體的速度將一定改變D隨堂練習(xí)：2.當(dāng)作用在物體上的合外力不等于零時D隨堂練習(xí)：55下列說法中正確的是（）A．同一物體所受合外力越大，加速度越大。B．同一物體所受合外力越大，速度越大。C．物體的加速度大小不變，一定受恒力作用。隨堂練習(xí)：A下列說法中正確的是（）隨堂練習(xí)：A56鞏固練習(xí)：回主頁（1）從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度。可是我們用力提一個很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？（答案）（2）下面的哪些說法不對？為什么？A.物體所受的和外力越大，加速度越大。B.物體所受的和外力越大，速度越大。C.物體在外力作用下做勻加速直線運動，當(dāng)合外力逐漸減小。物體的速度逐漸減小。D.物體的加速度不變一定受恒力的作用。（答案）鞏固練習(xí)：回主頁（1）從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可57（1）答：沒有矛盾，由于公式F=ma看，F(xiàn)合為合外力，無論怎樣小的力都可以是物體產(chǎn)生加速度，這個力應(yīng)是合外力?，F(xiàn)用力提一很重的物體時，物體仍然靜止，說明合外力為零。由受力分析可知F+N-mg=0。G=mgFN回主頁（1）答：沒有矛盾，由于公式F=ma看，F(xiàn)合為合外力，無論怎58（2）答：B、C、D說法不對。根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度，而加速度大小與速度大小無關(guān)。所以，B錯誤，物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一至。當(dāng)合外力減小但方向不變時，加速度減小但方向也不變，所以物體仍然做加速運動，速度增加。C錯誤。回主頁加速度是矢量，其方向與合外力方向一致。加速度大小不變，若方向發(fā)生改變時，合外力方向也必然變化。D錯誤。