4.3 牛頓第二定律 課件 -2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

4.3牛頓第二定律如果你是一名F1賽車設(shè)計師，要求賽車在起跑時獲得較大的加速度，可以通過什么實現(xiàn)？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握牛頓第二定律的文字表述和數(shù)學(xué)表達(dá)式；2.知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的；3.理解并應(yīng)用牛頓第二定律解決問題。復(fù)習(xí)回顧數(shù)據(jù)處理得：實驗結(jié)論：當(dāng)m一定時，a和F成正比1、質(zhì)量m一定，加速度a與力F的關(guān)系復(fù)習(xí)回顧2、力F一定，加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系數(shù)據(jù)處理得：m實驗結(jié)論：當(dāng)F一定時，a和m成反比牛頓第二定律的內(nèi)容m1aμF一定時aμFm一定時mFaμmaFμkmaF=內(nèi)容：物體的加速度與作用力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向與合外力的方向一致。合作探究，問題解決Q1:取質(zhì)量的單位是千克（kg），加速度的單位是米每二次方秒（m/s2），根據(jù)上述牛頓第二定律中加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，我們應(yīng)該怎樣確定力的單位？

Q3:

用較小的力推一個很重的箱子，箱子不動，是否說明牛頓第二定律不適用于較小的力？Q4：物體所受的合外力能夠產(chǎn)生加速度，那么每一個分力能否產(chǎn)生加速度呢？如果有，那么這些加速度與物體實際運動的加速度有什么關(guān)系呢？Q5：用手拉著Slinky的上端，自然下垂，松手之后Slinky的下端為什么沒有立馬下落？合作探究，問題解決第一組：問題一第二組：問題二第三組：問題三&典例1第四組：問題四&典例2第五組：問題五&典例3第六組：典例4第七組：針對訓(xùn)練Q1：如何確定力的單位當(dāng)

k=1時，F(xiàn)=ma=1kg×1m/s2=1kg·m/s2把1kg·m/s2

叫做一個單位的力1N=1kg·m/s2

選用國際單位制時：

F=ma

F=kma中k的取值是多少?

定義式?jīng)Q定式

Q3：牛頓第二定律是否不適用于較小的力？用較小的力推一個很重的箱子，箱子不動，是否說明牛頓第二定律不適用于較小的力？FF阻F=ma合外力典例1（矢量性）一個物體質(zhì)量為2kg，在幾個力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)把一個大小為10N的力撤去，其他力保持不變，則該物體將（）A．沿該力的方向開始做勻加速運動，加速度的大小是5m/s2B．沿該力的相反方向做勻加速運動，加速度的大小是5m/s2C．沿該力的方向做勻加速直線運動D．由于慣性，物體仍保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)不變BQ4：分力產(chǎn)生的加速度與實際運動的加速度有什么關(guān)系？典例2（獨立性）某人質(zhì)量為M，站在自動扶梯的水平踏板上，隨扶梯斜向上勻加速運動，加速度大小為a，如圖所示，以下說法正確的是（）A．人受到豎直向上的支持力的作用，大小等于MgB．人受到水平向左的摩擦力的作用，大小等于MaC．人受到的合外力為零D．人受到的合外力方向與加速度方向相同，大小等于MaDQ5：自然下垂的Slinky，松手之后下端為何不立即下落Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端為何不立即下落典例3（瞬時性）如圖所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為（取向下為正方向）（

）A．0，gB．-g，gC．-2g，gD．2g，0C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。牛頓第二定律的理解F=ma因果性：只要物體所受合外力不為0，無論合力多么小，物體就獲得加速度矢量性：物體的加速度的方向總與物體所受合外力方向相同瞬時性：物體的加速度與物體所受合外力總是同時存在，同時變化，同時消失同體性：F、m、a是對同一個物體而言獨立性：作用于物體的每一個力都會產(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關(guān)。物體的加速度則是每個力所產(chǎn)生加速度的合加速度（矢量和）。牛頓第二定律的應(yīng)用典例4如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5．物體受到大小為20N、與水平方向成37°角斜向上的拉力F作用時，沿水平面做勻加速運動，求物體加速度的大?。╣取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．解析：選取物體為研究對象，對其受力分析如圖所示．在水平方向：Fcos37°-Ff=ma．

①在豎直方向：FN+Fsin37°=mg．

②又因為Ff=μFN．

③解①②③可得：a=0.5m/s2．牛頓第二定律的應(yīng)用針對訓(xùn)練如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，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并說明車廂的運動情況；（2）求懸線對球的拉力大?。?/p>

應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟（1）根據(jù)題意選取研究對象．（2）對研究對象進(jìn)行受力分析和運動情況分析，并畫出示意圖．（3）建立直角坐標(biāo)系，分別求出兩個方向的合力．（4）根據(jù)牛頓第二定律列出方程，代入數(shù)值求解方