【課件】4.3牛頓第二定律 課件-高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

牛頓第二定律必修一第四章第三節(jié)在誤差允許的范圍內(nèi)，加速度與力成正比，與質(zhì)量成反比。即：M一定：a∝FF一定：a∝1/M牛頓第二定律可表述為：a∝

也可以寫成等式：F＝kma其中k是比例系數(shù)。牛頓第二定律牛頓1643年-1727年物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度方向跟作用力的方向相同。二、力的單位

“F＝kma”當(dāng)k＝1時(shí)m＝1kg的物體在某力作用下獲得1m/s2的加速度時(shí)，這個(gè)力F＝ma＝1kg·m/s2。力的單位——“千克米每二次方秒”，稱作“牛頓”，用符號(hào)N表示。F＝ma定義式：它給出了測(cè)量物體的加速度的方法，但加速度大小與速度v及其變化△v均無因果關(guān)系,

a方向與△v同向而與V方向無關(guān)決定式：它揭示了力是物體產(chǎn)生加速度的原因，也揭示了影響物體加速度的因素．思考1：在牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma中，F(xiàn)與a這兩個(gè)矢量的方向關(guān)系是怎么樣？物體受力方向決定物體的加速度方向。故加速度a的方向與力F的方向是一致的。思考2：在F=ma中，F(xiàn)與a具有什么關(guān)系？矢量性問題：放在光滑水平面上的物體，在水平拉力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，(1)如果力F逐漸減小到0的過程中，物體的加速度將怎樣變化?速度將怎樣變化?(2)當(dāng)力F減到0時(shí)，加速度為___,速度達(dá)到___

加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)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:同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化.加速度減小0最大速度增大瞬時(shí)性思考3：牛頓第二定律中指出加速度與力成正比，能否說成力與加速度成正比，為什么？不能說成力與加速度成正比。因?yàn)榱κ钱a(chǎn)生加速度的原因，因果性不能變。因果性

思考4：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(gè)很重的箱子，卻提不動(dòng)。這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個(gè)現(xiàn)象？實(shí)際物體所受的力往往不止一個(gè)，牛頓第二定律中的F指的是物體所受的合力。GFNF物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫作力的獨(dú)立性原理。獨(dú)立性同體性性質(zhì)理解因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，只要物體所受的合力不為0，物體就具有加速度矢量性F=ma是一個(gè)矢量式。物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力的方向相同瞬時(shí)性加速度與合力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失同體性F=ma中F、m、a都是對(duì)同一物體而言的獨(dú)立性作用在物體上的每一個(gè)分力都產(chǎn)生一個(gè)分加速度，而物體的實(shí)際加速度是這些分加速度的矢量和，即合加速度，所對(duì)應(yīng)的力是物體所受的合力。在平直路面上，質(zhì)量為1100kg的汽車在進(jìn)行研發(fā)測(cè)試，當(dāng)速度達(dá)到100km/h時(shí)取消動(dòng)力，經(jīng)過70s停了下來。汽車受到的阻力是多少？

重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度是多少？（假定試車過程中汽車受到的阻力不變）例題1

解以汽車為研究對(duì)象。取消動(dòng)力后，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。初速度v0＝100km/h＝27.8m/s，末速度為0，滑行時(shí)間t＝70s。根據(jù)速度與時(shí)間關(guān)系式根據(jù)牛頓第二定律汽車受到的阻力是437N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。FN

G

F牽F阻（2）重新起步后，汽車所受的合力為：方向與車的運(yùn)動(dòng)方向相同。例題2

某同學(xué)在列車車廂的頂部用細(xì)線懸掛一個(gè)小球，在列車以某一加速度漸漸啟動(dòng)的過程中，細(xì)線就會(huì)偏過一定角度并相對(duì)車廂保持靜止，通過測(cè)定偏角的大小就能確定列車的加速度。在某次測(cè)定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度a。

解方法1選擇小球?yàn)檠芯繉?duì)象。設(shè)小球的質(zhì)量為m，小球在豎直面內(nèi)受到重力mg、繩的拉力FT。在這兩個(gè)力的作用下，小球產(chǎn)生水平方向的加速度a。O

FG

FTθFT與mg的合力方向水平向右，F(xiàn)＝mgtanθ根據(jù)牛頓第二定律，小球具有的加速度為

解得:

a=gtanθ，列車的加速度與小球相同，大小為gtanθ，方向水平向右。方法2豎直方向：FT

cosθ－mg＝0（1）

水平方向：FT

sin

θ＝ma（2）

x

y

O

FT

Fy

Fx

G

θ牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍①只適用于慣性參考系，慣性參考系是指相對(duì)于地面靜止或勻速的參考系；②只適用于宏觀（相對(duì)于分子、原子）、低速（遠(yuǎn)小于光速）運(yùn)動(dòng)的物體。三、用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量

假設(shè)你現(xiàn)在身處太空之中，如何測(cè)量一個(gè)物體的質(zhì)量呢？

F＝ma，已知力F，并測(cè)出加速度a，就可以算出物體的質(zhì)量m

——?jiǎng)恿W(xué)方法測(cè)質(zhì)量靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在力剛開始作用的瞬間，下列說法中正確的是

()A.

物體立即獲得加速度和速度B.

物體立即獲得加速度，但速度仍為零C.

物體立即獲得速度，但加速度仍為零D.

物體的速度和加速度均為零B1．一物體靜止在水平面上，其質(zhì)量為2kg，物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，給物體施加一水平向右的拉力，拉力大小為20N。求(1)物體的加速度為多大？(2)2