牛顿第二定律课件高一上学期物理人教版

4.3牛顿第二定律4.3牛顿第二定律学习目标：一、物理观念：1、能从合外力与加速度的同时性、矢量性等方面理解牛顿第二定律；2、知道力的单位“牛顿”的定义。二、科学思维：能运用牛顿第二定律分析和处理生产生活中的简单动力学问题。思考与讨论

赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，即赛车的加速度大。物体的加速度a与它所受的作用力F以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？通过上节的探究实验，你找到了吗？m一定时，a∝FF一定时，a∝1/m实验结论一、牛顿第二定律1.内容：2.表达式：F=kma3.意义：牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者的数量关系，还明确了加速度和力的方向关系。一、牛顿第二定律牛顿1643年-1727年合外力比例系数质量加速度要是k等于1就好了

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。思考与讨论

取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？二、力的单位(1)F＝kma中k的数值取决于F、m、a的单位的选取。(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(3)把1kg·m/s2

叫做“一个单位”的力，力F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。1N=1kg·m/s2F合＝ma

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)

思考：

对上述表达式我们在应用时还需要注意哪些方面呢？一、牛顿第二定律的公式1N=1kg·m/s2三、对牛顿第二定律的进一步理解1.对表达式F＝ma的理解：(1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。(2)F的含义：指的是物体所受的合力。(3)“＝”的含义：不仅表示左右两边数值相等，也表示方向相同，即物体加速度的方向与它所受合力的方向相同。F合＝ma性质具体情况因果性力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度矢量性F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同瞬时性加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生、同时变化、同时消失同体性F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系三、对牛顿第二定律的进一步理解2.牛顿第二定律的五个性质F合＝ma注意：合力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，如Fx＝max，Fy＝may。三、对牛顿第二定律的进一步理解3.加速度两种表达式的比较大小方向与v、∆v大小无关由∆v/∆t决定与F合成正比与m成反比与∆v方向一致与F合方向一致立即产生加速度，但速度为0.认为质量与力成正比，与加速度成反比，这种观点是否正确？为什么？如图所示，第十五届珠海航展上我国一架歼击机正大仰角沿直线爬升的情景．若战机沿直线加速爬升则战机所受合力方向为

；空气对战机的作用力方向可能为

；

若战机沿直线匀速爬升则空气对战机的作用力方向为

；若战机沿直线减速爬升则战机所受合力方向为

；空气对战机的作用力方向可能为

；

F5F4F3F2F1F6F1F7F2F5F4F3四、典例突破【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。初速度v0＝100km/h＝27.8m/s，末速度为0，滑行时间t＝70s。v=v0+a1t汽车受到的阻力是437N，方向与运动方向相反。FNGF阻x注意单位统一必要的文字说明矢量运算取正方向四、典例突破重新起步后，F合=F－F阻

=2000N-437N=1563N由牛顿第二定律得：F阻FFNG加速度是1.42m/s2，方向与运动方向相同。【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.x四、典例突破mgFa【解析】方法1：合成法

以小球为研究对象，如图做受力分析F合=mgtanθ牛顿第二定律：【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测定列车的加速度。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。a＝gtanθ

方向水平向右小球具有的加速度为：mgtanθ=ma四、典例突破方法2：正交分解法在竖直方向有FTcosθ＝mg（1）在水平方向有FTsinθ＝ma（2）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。建立直角坐标系。将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。两式联立，可以求得小球的加速度为：

a＝gtanθ

方向水平向右mgFTFxaFy五、典例小结1.应用牛顿第二定律解题的步骤五、典例小结2.“求合力列方程”的两种方法(1)合成法：首先确定研究对象，画出受力示意图，当物体只受两个力作用时，利用平行四边形定则在加速度方向上直接求出合力，再列牛顿第二定律方程求解。(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法沿加速度a的方向建立坐标轴如x轴，则有Fx=ma，Fy=0；有些题目可以通过分解加速度从而减少分解力甚至不分解力，即Fx=max，

Fy=may。D程序内容提取信息(1)物体受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力；(2)若拉力F＝100N，物体开始沿水平地面运动；(3)物体与地面的动摩擦因数为0.2情境转化选择规律(1)在竖直方向根据平衡条件列方程；(2)在水平方向根据牛顿第二定律列方程；(3)滑动摩擦力Ff＝μFN〖2024.6选考〗2．如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景，则()A．飞行的蝴蝶只受重力的作用

C．小猫在空中受重力和弹力的作用

D．小猫蹬地时弹力大于所受重力重力+空气对它的作用力离开地面后由于惯性会继续运动，此时不会受到地面弹力加速度方向向上，合力向上，故弹力大于重力D浙江高考真题练1、常见的瞬时性问题模型类别弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向不能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线方向不能轻杆拉力、支持力不确定能五、瞬时加速度问题1、常见的瞬时性问题模型(1)轻绳、轻杆模型不发生明显形变就能产生弹力，剪断(或脱离)后，形变恢复几乎不需要时间，故认为弹力可以立即改变或消失。(2)轻弹簧、橡皮条模型的形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，它们的自由端连接有物体时其弹力的大小不能突变，往往可以看成是不变的。五、瞬时加速度问题2、求解瞬时性问题的步骤1.分析瞬时变化前各物体的受力；2.判断瞬时变化时哪些力发生突变，哪些力不变：3.分析变化后各物体的受力；4.根据牛顿第二定律求解各物体的加速度。五、瞬时加速度问题典例突破【例题1】如图甲、乙所示，小球1、2的质量相等，分别用轻弹簧、轻绳连接，并用细绳将小球1悬挂。则在剪断上方细绳瞬间，下列说法正确的是（）A．图甲中小球1的加速度a1=2g，方向竖直向下B．图甲中小球2的加速度a2=g，方向竖直向上C．图乙中小球1的加速度a1=g，方向竖直向下D．图乙中小球2的加速度a2=0AC五、瞬时加速度问题典例突破【答案】AC【详解】在剪断绳前，根据平衡条件得知，图甲中弹簧的弹力大小等于mg，绳对小球1的拉力为2mg。图乙中小球1、2间绳的拉力为mg，上面绳对小球1的拉力为2mg。A．在剪断绳的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，小球1受到重力mg和弹簧弹力mg，故小球1的加速度a1=2g，方向竖直向下，故A正确；B．图甲中小球2的受力情况没有变化，则小球2所受合力为零，故加速度为零，故B错误；CD．图乙中在剪断绳的瞬间，1、2球由于用绳连接，1和2与将与绳一起下落，根据牛顿第二定律，对整体研究得到，整体的加速度等于重力加速度g，则小球1、2的加速度等于g，方向竖直向下，故C正确，D错误。故选AC。五、瞬时加速度问题典例突破【例题2】如图所示，天花板上悬挂一轻质弹簧，弹簧下端拴接质量为m的小球A，A球通过轻杆连接质量为2m的小球B，重力加速度为g，下列说法正确的是（