【物理】牛顿第二定律课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

探究：加速度与力、质量的关系质量一定时加速度与力的关系力一定时加速度与质量的关系牛顿第二定律高一物理人教版必修一第四章第三节学习目标1.知道牛顿第二定律的内容和表达式的确切含义。2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。3.通过运用牛顿第二定律分析、处理简单问题，总结应用步骤，理解牛顿第二定律是连接运动与力之间关系的桥梁1.内容：物体的加速度的大小与它受到的作用力成正比，与它的质量成反比。加速度的方向与作用力的方向一致。牛顿第二定律合外力比例系数质量加速度2、数学表达式：k是比例系数，没有单位。k等于多少呢？牛顿1643年-1727年(1)F＝kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。牛顿第二定律2.力的单位(2)当k=1时，质量m=1kg的物体在某力作用下获得a=1m/s2的加速度所需要的力：F=ma=1kg×1m/s2=1kg·m/s2把1kg·m/s2

叫做一个单位的力力的单位就是千克米每二次方秒后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示（3）在质量的单位取千克（kg），加速度的单位取米每二次方秒（m/s2），力的单位取牛顿（N）时，牛顿第二定律简化成：F合=ma(1)计算时必须全部采用国际制单位；3.理解：牛顿第二定律(2）同体性：F、m、a是对同一个物体而言；(3）因果关系：力是产生加速度的原因；(4）矢量性：加速度方向与合外力的方向相同；(5）瞬时性：合外力发生变化时，加速度随即也要发生变化。①如果合外力的方向与物体运动的方向相同，则加速度的方向与运动方向相同，物体做加速运动。②如果合外力的方向与物体运动的方向相反，则加速度的方向与运动方向相反，物体做减速运动。

（6）如果合外力不变（恒定），则加速度也不变（恒定），物体做匀变速直线运动。牛顿第二定律

牛顿第二定律（7）独立性：作用于物体的每一个力都会产生相应的加速度，其大小和方向与物体所受的其他外力无关。物体的加速度则是每个力所产生加速度的合加速度（矢量和）。①该定律只在惯性参考系中成立.②该定律只适用于低速运动和宏观物体.相对地面静止或做匀速直线运动的物体4.适用条件：牛顿第二定律5.加速度两个表达式的对比牛顿第二定律定义式：它给出了测量物体的加速度的方法，但加速度大小与速度v及其变化Δv均无因果关系，a方向与Δv同向而与v方向无关决定式：它揭示了力是物体产生加速度的原因，也揭示了影响物体加速度的因素【例题1】在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变.【解析】以汽车为研究对象。设汽车运动方向为x轴正方向，建立坐标系，取消动力后，汽车做匀减速直线运动。对汽车运动分析：由关系式汽车受到的阻力是437N，方向与运动方向相反。GFNF阻Ox……

①对汽车受力分析并求合：……

②……

③联合①②③得：重新起步后，汽车的受力如图：F合=F牵－F阻

=2000N-437N=1563NF阻F牵FNGOx重新起步产生的加速度是1.42m/s2，方向与运动方向相同。应用牛顿第二定律解题的步骤：例题2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。分析列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以小球的加速度与列车的加速度相同。对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得车的加速度。mgF合a解：方法1：合成法

以小球为研究对象，受力分析如图F合=mgtanθa＝gtanθ

方向水平向右FT

FTcosθ＝mg

FTsinθ＝ma小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。则：对小球受力分析，建立直角坐标系。将拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。联立①②两式，可以求得小球的加速度为：

a＝gtanθ

方向水平向右mgFTFxFy……

①……

②xya方法2：正交分解法：Ｆ

例：如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为Ｆ，方向与水平方向成

角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为

，求：木块的加速度．类别弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳橡皮条轻弹簧轻杆拉力沿绳收缩方向能拉力沿橡皮条收缩方向不能拉力、支持力沿弹簧轴线方向不能拉力、支持力不确定能七、瞬时加速度问题模型一：弹簧类特点：模型二：轻绳类特点：产生弹力时，形变不明显。当外力撤销时，形变马上恢复，弹力发生突变问题模型产生弹力时，形变比较明显。当外力撤销时，形变恢复需要一定时间，弹力不会发生突变，除非剪断弹簧。

A1、牛顿第二定律内容：物体加速度与合外力F合成正比，与质量m