人教版（2019）高一物理必修第一册第四章第3节牛顿第二定律(共23张PPT)

1、 练习练习: : 1.1.关于牛顿第二定律中的合外力关于牛顿第二定律中的合外力F F、 质量质量m m、加速度、加速度a a三者的关系，三者的关系， 描述正确的是（描述正确的是（ ） A、Fa B、 aF C、m D、a a 1 m 1 知识形成知识形成 当当F,m和和a的单位为国际单位制时，的单位为国际单位制时，k =1，此时关系式，此时关系式 可简化为：可简化为： 物体的物体的加速度跟作用力成正比加速度跟作用力成正比，跟物体的，跟物体的质量成反比质量成反比。 F =ma 此即为牛顿第二定律的数学表达式此即为牛顿第二定律的数学表达式。 F m a或者或者Fma 其中其中 k 为比例常数为比例

2、常数F = kma 进一步可以将表达式改为：进一步可以将表达式改为： .在牛顿第二定律在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数中，有关比例系数k的下列说的下列说 法，正确的是：法，正确的是： .在任何情况下在任何情况下k都等于；都等于； .k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；的数值是由质量、加速度和力的大小决定的； .k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的；的数值是由质量、加速度和力的单位决定的； .在国际单位制中，在国际单位制中，k=1 其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个 力作用时，牛顿第二定律公式力作用时，牛顿第二定律公式 F

3、= ma 中的中的 F 表示合力，表示合力， 这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为：这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为： 物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟 物体的质量成反比物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相加速度的方向跟合力的方向相 同。即同。即 F合 合 = ma 关于牛顿第二定律的说明关于牛顿第二定律的说明: : 1.同体性同体性:( a与与F合 合 , m都属于同一物体，即研究对象 都属于同一物体，即研究对象 统一性）统一性） 矢量性：矢量性：a、F合 合都是矢量 都是矢量 注意：注意：a的方向与的方向与F F合 合方向 方向一定一

4、定相同相同 v的方向与的方向与F F合 合方向 方向不一定不一定相同相同 若若v v、F F合 合的方向相同，物体做加速运动 的方向相同，物体做加速运动 若若v v、F F合 合的方向相反，物体做减速运动 的方向相反，物体做减速运动 前面第一章我们已学过：前面第一章我们已学过：a a、v v同向，加速；同向，加速； a a、v v反向，减速反向，减速 a a的方向与的方向与F F合 合方向 方向一定一定相同相同 所以，我们可得出这样的结论：所以，我们可得出这样的结论： 2.矢量性矢量性:(a与与F合 合方向 方向相同相同) 思考：思考： 1、在牛顿第二定律的表达式、在牛顿第二定律的表达式 F

5、= ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？中，哪些是矢量，哪些是标量？ m 是标量，是标量，F 和和 a 是矢量是矢量。 2、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？ “力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因”，即物体受力方向决定物体的加速度方，即物体受力方向决定物体的加速度方 向。故向。故力力 F 的方向和的方向和加速度加速度 a 的方向的方向是一致的是一致的。 3、一辆小汽车的质量、一辆小汽车的质量 m1=8.0102kg ，所载乘客的质量是，所载乘客的质量是 m2=2.0102kg ，用同样大小的牵引力，如果不载人时小汽车产生，用同样大小的牵引力，如果不载人时

6、小汽车产生 的加速度是的加速度是a1=1.5 m/s2，载人时产生的加速度，载人时产生的加速度a2是多少（忽略阻力）是多少（忽略阻力） 解：由牛顿第二定律：解：由牛顿第二定律： F = ma 可知牵引力的大小可知牵引力的大小 F = m1 a1 = 8.0 102 1.5 =1.2 103N 由于载人和不载人时牵引力是同样大的由于载人和不载人时牵引力是同样大的,故故： a2 = F m2+m1 =1.2 m/s2 3 3瞬时性：瞬时性：a a与与F合 合是瞬时对应关系 是瞬时对应关系 同时产生同时产生 同时消失同时消失 同时变化同时变化 a、F合 合 4. 独立性独立性：每个外力对应于一个加速

7、度，：每个外力对应于一个加速度， 合外力对应于合加速度合外力对应于合加速度 合力的加速度即是这些加速度的矢量和合力的加速度即是这些加速度的矢量和 指作用在物体上的每个力都将独立地产生指作用在物体上的每个力都将独立地产生 各自的加速度，与物体是否受其他力的作各自的加速度，与物体是否受其他力的作 用无关，我们常称之为力的独立作用原理用无关，我们常称之为力的独立作用原理 一个物体质量是一个物体质量是2kg，受到互成，受到互成1200 角的两个力角的两个力 F1 = 10 N 和和 F2 = 10 N 的的 共同作用，这个物体产生的加速度共同作用，这个物体产生的加速度 是多大？是多大？ F合 合 F2

8、 F1 解法解法1：先由平行四边形法则可知，：先由平行四边形法则可知， F1、 、 F2、F合合 构成了一个等边三角形，故构成了一个等边三角形，故 F合 合 =10 N a = F合合 /m =10/2 = 5 m/s2 练习：练习： 解法解法2：先分别求出：先分别求出 F1、 、 F2 产生 产生 的加速度的加速度a1、 、 a2 再根据平行四边 再根据平行四边 形法则求形法则求 a1、 、 a2 的合加速度 的合加速度a合 合 a1 = F1/m =10/2 = 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2 = 5 m/s2 由于加速度的方向与力的方向一至，故由于加速度的方向与力的方向一至

9、，故a1、 、 a2也成 也成 1200角角a1、 、 a2、a合合 构成了一个等边三角形，故 构成了一个等边三角形，故 a合 合 =5 m/s2 a合 合 a2 a1 教材例题教材例题P76 例题： 一个质量为一个质量为2kg的物体同时受到两个的物体同时受到两个 力的作用，这两个力的大小分别为力的作用，这两个力的大小分别为2N 和和6N，当两个力的方向发生变化时，当两个力的方向发生变化时， 物体的加速度大小可能为：物体的加速度大小可能为： A1ms2 B2ms2 C3ms2 D4ms2 .从从F=ma得到得到m=F/a，可见物体的质量：，可见物体的质量： .跟合外力成正比；跟合外力成正比；

10、.跟加速度成反比；跟加速度成反比； .跟合外力及加速度无关；跟合外力及加速度无关； .是物体本身的固有属性是物体本身的固有属性 .下列说法中正确的是：下列说法中正确的是： .物体所受合外力为零，物体的速度必为零物体所受合外力为零，物体的速度必为零 .物体所受合外力越大，物体的加速度越大，物体所受合外力越大，物体的加速度越大， 速度也越大速度也越大 .物体的速度方向一定与物体受到的合外力的物体的速度方向一定与物体受到的合外力的 方向一致方向一致 .物体的加速度方向一定与物体所受到的合外物体的加速度方向一定与物体所受到的合外 力方向相同力方向相同 应用举例应用举例 例例1 1、从牛顿第二定律知道，

11、无论怎样小的、从牛顿第二定律知道，无论怎样小的 力都可以使物体产生加速度。可是我们用力力都可以使物体产生加速度。可是我们用力 提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿 第二定律有无矛盾？为什么？第二定律有无矛盾？为什么？ 答：答：没有矛盾，由公式没有矛盾，由公式F合 合=ma看， 看，F合 合为合 为合 外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加 速度，这个力应是合外力。现用力提一很重速度，这个力应是合外力。现用力提一很重 的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。 由受力分析可知由受力分析

12、可知F+N-mg=0。 如图所示，位于水平面上的质量为如图所示，位于水平面上的质量为M的小木的小木 块，在大小为块，在大小为F、方向与水平方向成、方向与水平方向成角的角的 拉力作用下沿地面做加速运动拉力作用下沿地面做加速运动.若木块与地若木块与地 面之间的动摩擦因数为面之间的动摩擦因数为，求木块的加速，求木块的加速 度度 。 (补充补充)一辆卡车空载时质量为一辆卡车空载时质量为3.5 103 kg,最大最大 载货量为载货量为2.5 103 kg,用同样大小的力用同样大小的力,空载时能空载时能 使卡车产生的加速度使卡车产生的加速度1.5m/s2 ,满载时卡车的加满载时卡车的加 速度是多少速度是多

13、少? ? 0.875m/s2 F M ma a 解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律 MaF 又又amMF)(MaamM)( 2 33 3 /875. 05 . 1 105 . 2105 . 3 105 . 3 sma mM M a F F合合一定一定a a一定一定匀变速运动匀变速运动 例：自由落体例：自由落体 圆周运动圆周运动 F F合合变化变化a a变化变化非匀变速运动非匀变速运动 F F合合=0=0a=0 静止或 匀速运动 平衡状态平衡状态 （2 2）力和运动的关系）力和运动的关系 对牛顿运动定律的理解：对牛顿运动定律的理解： 下面说法正确与否：下面说法正确与否： A A、同一物体所

14、受合外力越大，加速度越大。、同一物体所受合外力越大，加速度越大。 B B、同一物体所受合外力越大，速度也越大。、同一物体所受合外力越大，速度也越大。 C C、物体在外力作用下做加速直线、物体在外力作用下做加速直线 运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐 减小，物体的速度也逐渐减小。减小，物体的速度也逐渐减小。 D D、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。 例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ） A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。 B B物体所受合外力越大，

15、速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。 C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当物体在外力作用下做匀加速直线运动，当 合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。 D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体 的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以， B说法错误。说法错误。 1.质量为质量为m的物体放在粗糙水平面上受水平的物体放在粗糙水平面上受水平F时产生时产生 加速度为加速度为a1 ,当水平力为

16、当水平力为2F时时,加速度加速度a2,关于关于a1 与与a2 的关系正确的是：的关系正确的是： （ ） 解析解析:关键要考虑摩擦力关键要考虑摩擦力f。 2.物体受几个力作用处于静止状态物体受几个力作用处于静止状态,若将其中一个力逐渐减小若将其中一个力逐渐减小 到到0,再逐渐恢复到原值再逐渐恢复到原值,物体加速度和速度怎样变化物体加速度和速度怎样变化? 答案答案:加速度先增大后减小加速度先增大后减小,速度一直增大速度一直增大. A. a2 2a1 B. a2 2a1 C. a2 2a1 D. a1 a2 C 由a1 =(Ff)/m, a2 =(2Ff)/m 2(F f) =2 a1 课后思考课后

17、思考:一小球从竖直在地面上轻一小球从竖直在地面上轻 弹簧正上某处自由落下弹簧正上某处自由落下,试分析小球从试分析小球从 刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球 的速度的速度.加速度怎样变化加速度怎样变化? 1 、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知 某高速公路的最高限速某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假设前方车辆突然停止，。假设前方车辆突然停止， 后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历 的时间（即反应时间）的时间（即反应时间）t = 0.50s 。刹车时汽车受到的阻力的大小。刹车时汽车受到的阻力的大小F 为汽车重力的为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路