牛顿第二定律课件

1、牛顿第二定律,新知导入,通过上节课的学习，我们知道,用数学式子表示就是：aF,1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比,加速度与质量的关系,2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比,用数学式子表示就是：a 1/m,力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？ 今天我们来找出这个数量关系,新知导入,一、牛顿第二定律的表达式 思考讨论：小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。那么，对于任何物体都是这样的吗,新知讲解,甲：猜想中的a-F图像,乙：根据实际数据作出的a-F图像,新知讲解,多次类似的实验发现：每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点

2、又都十分接近原点。大量的实验和观察到的事实都可以得出：物体的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比,2、牛顿第二定律可表述为：a 也可以写成等式：Fkma,新知讲解,1、牛顿第二定律的内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律,其中k是比例系数,注意：实际物体所受的力往往不止一个，式中F指的是物体所受的合力,新知讲解,3、牛顿第二定律更一般的表述： 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟合力的方向相同,F合kma,牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速

3、度的方向与力的方向一致,新知讲解,思考与讨论：取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是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,在Fkma公式中：当k1时，质量为1kg的物体在某力的作用下获得1m/s2的加速度，则这个力Fma1kgm/s2所以力F的单位就是千克米每二次方秒,新知讲解,二、力的单位,1、力 F的单位 Fmakgm/s2 读作：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,牛顿,新知讲解,1）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,F ma,2、牛顿第二定律的表述,

4、2）力的独立性原理：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫作力的独立性原理,新知讲解,思考1：在牛顿第二定律的表达式 F=ma中，F与a这两个矢量的方向关系是怎么样？ 物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度a的方向与力F的方向是一致的,思考2：在F=ma中，F与a具有什么关系？ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：同时产生，同时消失，同时变化,新知讲解,思考4：由牛顿第二定律说一说为什么描述物体惯性的物理量是质量,由牛顿第二定律：Fma可知在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量,思考3：牛顿第二定律中指出加速度

5、与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么,不能说成力与加速度成正比。因为力是产生加速度的原因，因果性不能变,新知讲解,3）理解牛顿第二定律： 同体性：F、m、a对应于同一物体。 统一性：统一用国际制的单位。 同时（瞬时）性：a与F总是同生同灭同变化。 矢量性：a与F 的方向总是相同。 牛顿运动定律的适应范围：是对宏观、低速物体,新知讲解,应用牛顿第二定律解题的一般步骤,三、牛顿第二定律的应用,1、确定研究对象。 2、分析研究对象的受力情况，画出受力图。 3、建立直角坐标系，求出合力。 4、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解,新知讲解,例题1：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行

6、研发的测试，当速度达到100 km/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,分析：如图，取消动力后，汽车在平直路面上只受阻力的作用,v,F阻,x,o,新知讲解,由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。由加速度可以求出汽车受到的阻力。 如图，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。由于二者大小都不变，所以汽车的加速度恒定不变。根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度,F牵,o,新知讲解,解： 以汽车为研究对象。设汽车运动方向为x轴正方向，建立一维坐标系。取

7、消动力后，汽车做匀减速直线运动。 初速度v0100km/h27.8m/s，末速度为0，滑行时间t70s。根据匀变速直线运动速度与时间的关系式，加速度为,汽车受到的阻力为,新知讲解,汽车受到的阻力是437N，方向与运动方向相反。重新起步后，汽车所受的合力为 F合2000N437N1563N 由牛顿第二定律可以得到汽车的加速度 重新起步产生的加速度是1.42m/s2，方向与运动方向相同,新知讲解,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如图所示。在某次测定中，悬线与竖直方向的

8、夹角为，求列车的加速度,新知讲解,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，从而获得列车的加速度,新知讲解,解：方法1：选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力FT，如图所示。在这两个力的作用下，小球产生水平方向的加速度a。这表明，FT与mg的合力方向水平向右，且Fmgtan 根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为,g tan,新知讲解,方法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。建立如图所示的直

9、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。 在竖直方向有： Fymg0， FyFtcos FTcosmg （1,Fy,FT,Fx,G,O,y,x,新知讲解,在水平方向有： FxFTsin FTsinma（2） （1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为 agtan 列车的加速度与小球相同，大小为gtan，方向水平向右,新知讲解,科学漫步：用动力学方法测质量,由牛顿第二定律Fma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法,太空中质量的测量,课堂练习,1、（2019上海）在太空中测宇航员质量，测量仪

10、器提供拉力、并测出宇航员的，根据得出宇航员的质量,加速度,牛顿第二定律,课堂练习,2、（2019春海陵区校级月考）光滑水平面上的一个物体，质量为2kg，处于静止状态。当它受到一个水平恒力作用后，在头2.0s内移动了8m。那么，该物体受水平力作用之后的加速度大小为m/s2，所受的水平恒力大小为N,4,8,课堂练习,3.下面说法正确的是（） A.物体（质量一定,下同）所受合外力越大，加速度越大； B.物体所受合外力越大，速度越大； C.物体在外力作用下做加速直线运动，当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小； D.物体的加速度大小不变，物体一定受恒力作用,A,课堂练习,4、下列说法中正确的是（ ）

11、A. 在公式F=ma中，F、m、a三个量可以取不同单位制中的单位 B. 作用力与反作用力等大、反向、共线，所以对其作用的某一物体作用效果可抵消； C. 牛顿运动定律是自然界最普遍的规律，因此可以用来精确描述高速运动电子（接近光速）的运动情况； D. 惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律,D,拓展提高,1质量为0.4kg的小滑块置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，滑行6m时，小滑块的速度为6m/s，此时撤去拉力，又经3s停下。该拉力的大小为（,C,A0.8N B1.2N C2N D2.8N,拓展提高

12、,2、一物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平拉力F=10N作用下从静止开始运动,其速度与位移满足 等式v2=8x（其中v的单位为m/s，x的单位为m），g取10m/s2,则物体的质量为（） A.0.5kg B.0.4kg C.0.8kg D.1kg,D,课堂总结,1、内容：物体加速度与合外力F合成正比，与质量m成反比，加速度方向与合外力方向相同。F合=ma 2、利用牛顿定律解题步骤： （1）确定研究对象。 （2）分析研究对象的受力情况，画出受力图。 （3）建立直角坐标系，求出合力。 （4）根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解,板书设计,一、牛顿第二定律的表达式,1、物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟合力的方向相同,F合=kma,1、力的单