【物理】牛頓第二定律課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

探究：加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系力一定時(shí)加速度與質(zhì)量的關(guān)系牛頓第二定律高一物理人教版必修一第四章第三節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道牛頓第二定律的內(nèi)容和表達(dá)式的確切含義。2.知道國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。3.通過(guò)運(yùn)用牛頓第二定律分析、處理簡(jiǎn)單問(wèn)題，總結(jié)應(yīng)用步驟，理解牛頓第二定律是連接運(yùn)動(dòng)與力之間關(guān)系的橋梁1.內(nèi)容：物體的加速度的大小與它受到的作用力成正比，與它的質(zhì)量成反比。加速度的方向與作用力的方向一致。牛頓第二定律合外力比例系數(shù)質(zhì)量加速度2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：k是比例系數(shù)，沒(méi)有單位。k等于多少呢？牛頓1643年-1727年(1)F＝kma中k的數(shù)值取決于F、m、a的單位的選取。牛頓第二定律2.力的單位(2)當(dāng)k=1時(shí)，質(zhì)量m=1kg的物體在某力作用下獲得a=1m/s2的加速度所需要的力：F=ma=1kg×1m/s2=1kg·m/s2把1kg·m/s2

叫做一個(gè)單位的力力的單位就是千克米每二次方秒后人為了紀(jì)念牛頓，把它稱作“牛頓”，用符號(hào)N表示（3）在質(zhì)量的單位取千克（kg），加速度的單位取米每二次方秒（m/s2），力的單位取牛頓（N）時(shí)，牛頓第二定律簡(jiǎn)化成：F合=ma(1)計(jì)算時(shí)必須全部采用國(guó)際制單位；3.理解：牛頓第二定律(2）同體性：F、m、a是對(duì)同一個(gè)物體而言；(3）因果關(guān)系：力是產(chǎn)生加速度的原因；(4）矢量性：加速度方向與合外力的方向相同；(5）瞬時(shí)性：合外力發(fā)生變化時(shí)，加速度隨即也要發(fā)生變化。①如果合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同，則加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體做加速運(yùn)動(dòng)。②如果合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反，則加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)。

（6）如果合外力不變（恒定），則加速度也不變（恒定），物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。牛頓第二定律

牛頓第二定律（7）獨(dú)立性：作用于物體的每一個(gè)力都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的加速度，其大小和方向與物體所受的其他外力無(wú)關(guān)。物體的加速度則是每個(gè)力所產(chǎn)生加速度的合加速度（矢量和）。①該定律只在慣性參考系中成立.②該定律只適用于低速運(yùn)動(dòng)和宏觀物體.相對(duì)地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體4.適用條件：牛頓第二定律5.加速度兩個(gè)表達(dá)式的對(duì)比牛頓第二定律定義式：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Δv均無(wú)因果關(guān)系，a方向與Δv同向而與v方向無(wú)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【例題1】在平直路面上，質(zhì)量為1100kg的汽車在進(jìn)行研發(fā)的測(cè)試，當(dāng)速度達(dá)到100km/h時(shí)取消動(dòng)力，經(jīng)過(guò)70s停了下來(lái)，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(guò)程中汽車受到的阻力不變.【解析】以汽車為研究對(duì)象。設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閤軸正方向，建立坐標(biāo)系，取消動(dòng)力后，汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)汽車運(yùn)動(dòng)分析：由關(guān)系式汽車受到的阻力是437N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。GFNF阻Ox……

①對(duì)汽車受力分析并求合：……

②……

③聯(lián)合①②③得：重新起步后，汽車的受力如圖：F合=F牽－F阻

=2000N-437N=1563NF阻F牽FNGOx重新起步產(chǎn)生的加速度是1.42m/s2，方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟：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(guò)程中，細(xì)線就會(huì)偏過(guò)一定角度并相對(duì)車廂保持靜止，通過(guò)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。分析列車在加速行駛的過(guò)程中，小球始終與列車保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，所以小球的加速度與列車的加速度相同。對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的合成法則求解合力。再根據(jù)牛頓第二定律，求出小球的加速度，從而獲得車的加速度。mgF合a解：方法1：合成法

以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析如圖F合=mgtanθa＝gtanθ

方向水平向右FT

FTcosθ＝mg

FTsinθ＝ma小球在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。則：對(duì)小球受力分析，建立直角坐標(biāo)系。將拉力FT分解為水平方向的Fx和豎直方向的Fy。聯(lián)立①②兩式，可以求得小球的加速度為：

a＝gtanθ

方向水平向右mgFTFxFy……

①……

②xya方法2：正交分解法：Ｆ

例：如圖，位于水平地面上質(zhì)量為m的木塊，在大小為Ｆ，方向與水平方向成

角的拉力作用下，沿地面作勻加速直線運(yùn)動(dòng)．若木塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

，求：木塊的加速度．類別彈力表現(xiàn)形式彈力方向能否突變輕繩橡皮條輕彈簧輕桿拉力沿繩收縮方向能拉力沿橡皮條收縮方向不能拉力、支持力沿彈簧軸線方向不能拉力、支持力不確定能七、瞬時(shí)加速度問(wèn)題模型一：彈簧類特點(diǎn)：模型二：輕繩類特點(diǎn)：產(chǎn)生彈力時(shí)，形變不明顯。當(dāng)外力撤銷時(shí)，形變馬上恢復(fù)，彈力發(fā)生突變問(wèn)題模型產(chǎn)生彈力時(shí)，形變比較明顯。當(dāng)外力撤銷時(shí)，形變恢復(fù)需要一定時(shí)間，彈力不會(huì)發(fā)生突變，除非剪斷彈簧。

A1、牛頓第二定律內(nèi)容：物體加速度與合外力F合成正比，與質(zhì)量m