人教版（2019）高一物理必修第一冊(cè)：4.3牛頓第二定律(共42張PPT)

牛頓第二定律回顧a

∝

FF∝ma

正比于a

∝m1a∝mFF=kma

k為比例系數(shù)

我們能否想個(gè)辦法把k消掉?定義:

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(jiàn)，如果都用國(guó)際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡(jiǎn)化成F＝ma

F＝kma

一、力的單位1、在牛頓第二定律F=kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的下列說(shuō)法，正確的是()Ａ、在任何情況下k都等于１；Ｂ、k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的；Ｃ、k的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的；Ｄ、在國(guó)際單位制中，k=1．練習(xí)CD牛頓第二定律

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，加速度的方向跟作用力的方向相同。F＝ma數(shù)學(xué)表達(dá)式

二、牛頓第二定律螞蟻的困惑從牛頓第二定律知道，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是螞蟻無(wú)論怎樣用力都推不動(dòng)一塊放在水平地面上的磚頭，牛頓第二定律是否錯(cuò)了？請(qǐng)你解釋一下？F＝ma中的F指的是物體所受的合力力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系F合一定a一定勻變速運(yùn)動(dòng)例：自由落體F合變化a變化非勻變速運(yùn)動(dòng)F合=0a=0靜止或勻速運(yùn)動(dòng)平衡狀態(tài)理解:

a=mF(1)同體性:a、F、m對(duì)應(yīng)于同一物體

牛頓第二定律內(nèi)容中前半句話的“物體”是指同一個(gè)物體嗎?理解:a=mF牛頓第二定律內(nèi)容中后半句話：加速度的方向跟作用力的方向相同。FA光滑水平面F和a都是矢量,牛頓第二定律F=ma是一個(gè)矢量式,它反映了加速度方向始終跟合力方向相同,而速度方向與合力方向無(wú)必然聯(lián)系(2)矢量性:a與F的方向總是相同理解:a=mFFA光滑水平面物體受到拉力F之前靜止物體受到拉力F之后做什么運(yùn)動(dòng)?撤去拉力F后，物體做什么運(yùn)動(dòng)?F增大、減小時(shí)，a怎樣?物體的加速度隨合力的變化而變化,存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系.(3)同時(shí)（瞬時(shí)）性:a與F是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系a與F總是同生同滅同變化理解:a=mFFA光滑水平面物體還受哪幾個(gè)力?GNG與N分別產(chǎn)生加速度嗎?作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力無(wú)關(guān)。合力的加速度即是這些加速度的矢量和。(4)獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地能使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度(4)獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度(2)矢量性:a與F的方向總是相同(3)同時(shí)（瞬時(shí)）性:a與F總是同生同滅同變化(5)因果性:m是內(nèi)因、F是外因;a由F、m共同決定

(6)相對(duì)性:慣性參照系(地面系)(7)統(tǒng)一性:統(tǒng)一用國(guó)際制的單位a=mF(1)同體性:F、m、a對(duì)應(yīng)于同一物體

理解:關(guān)于牛頓第二定律的應(yīng)用：思路和步驟：1：確定對(duì)象；2：分析研究對(duì)象受力情況；3：考慮研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)變化情況、即有無(wú)加速度；4：規(guī)定正方向或建立坐標(biāo)系，列方程求解。汽車重新加速時(shí)的受力情況某質(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(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),經(jīng)過(guò)70s停下來(lái),汽車受到的阻力是多大?重新起步加速時(shí)牽引力為2000N,產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大?假定試車過(guò)程中汽車受到的阻力不變。汽車減速時(shí)受力情況GNffFNG例題1(1)汽車在減速過(guò)程:Vo=100km／h＝27.8m／s，V=0，t=70s根據(jù)a＝(v-vo)/t得:加速度為a1＝－0.397m／s2,方向向后.根據(jù)牛頓第二定律得:受到的阻力f＝ma1＝－437N,方向向后.解：(2)汽車重新啟動(dòng)時(shí):牽引力為F=2000N，根據(jù)牛頓第二定律得:加速度為a2=(F－

f)/m＝1.42m／s2方向向前.正交分解法平行四邊形法一個(gè)物體，質(zhì)量是2㎏，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用,此外沒(méi)有其他的力.這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體產(chǎn)生的加速度是多大?F1F20Fxy0F1F2有沒(méi)有其他方法？0F1F2a2a1a例題2分析:

求合力的方法600600600600用牛頓第二定律解題的一般步驟1、確定研究對(duì)象2、分析受力、運(yùn)動(dòng)情況，畫出受力分析圖3、求合力4、選正方向，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式建立方程并求解總結(jié)注意:各量統(tǒng)一用國(guó)際單位制的單位.應(yīng)用牛頓第二定律解題的常用方法1.矢量合成法如果物體只受兩個(gè)力的作用時(shí),應(yīng)用力的平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力比較容易,再由牛頓第二定律可求出物體的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物體所受合外力的方向.反之,若知道加速度的方向也就知道了合外力的方向,同樣可應(yīng)用平行四邊形定則求物體的合力.2.正交分解法當(dāng)物體受多個(gè)力的作用,并且這些力不在同一直線上時(shí),常用正交分解法求物體的合外力,再利用牛頓第二定律求加速度.在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常將受力分解,通常將x軸(或y軸)設(shè)為加速度所在的方向,y軸(或x軸)設(shè)為垂直于加速度的方向.當(dāng)然有時(shí)分解加速度比分解力更簡(jiǎn)單.說(shuō)明1、求合力的兩種方法：力的平行四邊形法力的正交分解法正交分解表達(dá)F合X=maxF合Y=maY2、牛頓第二定律在某一方向上的應(yīng)用三、動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題1．已知物體的受力情況，要求確定物體的運(yùn)動(dòng)情況

處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物體的合外力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體的加速度，再利用物體的初始條件（初位置和初速度），根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式就可以求出物體的位移和速度．也就是確定了物體的運(yùn)動(dòng)情況．

2．已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，要求推斷物體的受力情況處理方法：已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況．除了這類已知受力求運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題外，生活中還有另一種問(wèn)題也很常見(jiàn)。“已知受力求運(yùn)動(dòng)”解題思路：力運(yùn)動(dòng)aF=ma

分析受力分析運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式“已知運(yùn)動(dòng)求受力”解題思路：運(yùn)動(dòng)aF=ma分析運(yùn)動(dòng)分析受力運(yùn)動(dòng)學(xué)公式力總結(jié)兩類問(wèn)題：①已知物體受力的情況，確定物體運(yùn)動(dòng)情況。②已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體受力情況。解題思路：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用加速度a運(yùn)動(dòng)學(xué)公式運(yùn)動(dòng)情況第一類問(wèn)題受力情況牛頓第二定律加速度a另一類問(wèn)題牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)公式內(nèi)容及公式:a=F/m應(yīng)用課堂小結(jié)定義:1牛=1千克·米/秒2牛頓第二定律理解:同體性矢量性同時(shí)性獨(dú)立性

因果性相對(duì)性統(tǒng)一性四、必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題1、平面上的問(wèn)題2、斜面的上的問(wèn)題3、豎直方向的問(wèn)題必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——平面上的問(wèn)題1、光滑平面a=0，勻速直線Fa勻變速直線運(yùn)動(dòng)必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——平面上的問(wèn)題2、粗糙平面vGfNF=f=μmg=maa=μg物體做勻減速運(yùn)動(dòng)必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——平面上的問(wèn)題1、粗糙平面FfGxyN勻變速直線運(yùn)動(dòng)四、必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題1、平面上的問(wèn)題2、斜面的上的問(wèn)題3、豎直方向的問(wèn)題必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——斜面的上的問(wèn)題1、光滑斜面θ物體沿斜面向下滑物體沿斜面向上滑結(jié)論：物體向下時(shí)——做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體向上時(shí)——做勻減速直線運(yùn)動(dòng)方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下2、粗糙斜面（摩擦系數(shù)為μ），不加外力θ物體沿斜面向下滑物體沿斜面向上滑方向：沿斜面向下結(jié)論：物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)——做勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)——做勻減速直線運(yùn)動(dòng)具有向上的初速度方向：沿斜面向下3、斜面，加外力θθFFxyxy四、必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題1、平面上的問(wèn)題2、斜面的上的問(wèn)題3、豎直方向的問(wèn)題必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——豎直方向的問(wèn)題1、無(wú)空氣阻力G特點(diǎn)：只受重力a=g,方向豎直向下從初速度角度可分自由落體運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)

以向上方向?yàn)檎较颍Q直向上拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。必會(huì)的幾個(gè)問(wèn)題——豎直方向的問(wèn)題2、有空氣阻力，且大小不變特點(diǎn)：受重力空氣阻力，與速度方向相反物體向上運(yùn)動(dòng)物體向下運(yùn)動(dòng)GF合=mg+f=maF合=mg-f=maa=g+f/ma=g-f/m方向向下方向向下附：瞬時(shí)加速度的分析輕繩：繩的彈力可發(fā)生突變。當(dāng)其他條件發(fā)生變化的瞬間，繩的彈力可以瞬時(shí)產(chǎn)生、瞬時(shí)改變或瞬時(shí)消失。（當(dāng)繩被剪斷時(shí)，繩的彈力瞬間消失）輕彈簧：彈簧的彈力不能發(fā)生突變。當(dāng)其他條件發(fā)生變化的瞬間，可以認(rèn)為彈簧的彈力不變。（當(dāng)彈簧被剪斷時(shí)，彈簧的彈力瞬間消失）對(duì)G＝mg的理解重力加速度是由于地面附近的物體，受到重力的作用而產(chǎn)生的，在同一地點(diǎn)，由于質(zhì)量大的物體受到的重力大，質(zhì)量小的物體受到的重力小，所以物體在同一地點(diǎn)產(chǎn)生的重力加速度是一個(gè)固定值。光滑水面上，一物體質(zhì)量為1kg，初速度為0，從0時(shí)刻開(kāi)始受到一水平向右的拉力F，F(xiàn)隨時(shí)間變化圖如下，要求作出速度時(shí)間圖象。t/sF/N01231234t(s)