高一必修一_物理4.3牛顿第二定律2

1、1.牛顿第一定律：牛顿第一定律： 力是改变物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因， 即力是产生加速度的原因。即力是产生加速度的原因。2.影响加速度的因素：影响加速度的因素： 物体所受物体所受合外力合外力F、物体质量、物体质量m3.实验结论：实验结论： 当物体的质量不变时，物体运动的加速度与当物体的质量不变时，物体运动的加速度与 所受的所受的合力合力成正比。成正比。当物体所受的当物体所受的合力合力不变时，物体运动的加速不变时，物体运动的加速 度与质量成反比。度与质量成反比。a F合合F合合ma 正比于正比于am1a mF合合F合合kma k 为比例系数为比例系数知识回顾知识回顾假如你是科

2、学家，你能否想个办法把假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？消掉？一一. “1N”定义定义:使质量是使质量是1 kg的物体产生的物体产生1 m/s2 的加速度的加速度的力定义为的力定义为1 N，即，即 1N=1kg m/s2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，在上式中就可以使中就可以使k=1，上式简化成，上式简化成F ma 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式F k ma 二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律内容：内容：物体加速度的物体加速度的大小大小跟作用力成正比，跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的跟物体的质量成反比，加速度的方向方向跟

3、作用跟作用力的方向相同力的方向相同F合合 ma 合外力合外力质量质量加速度加速度2.牛顿第二定律的理解同体性：同体性： 公式中、必须是同一研究对象公式中、必须是同一研究对象瞬时性：瞬时性： 有合外力就有加速度的产生。有合外力就有加速度的产生。 外力停止，加速度外力停止，加速度瞬时瞬时消失。消失。 持续恒定外力作用下，物体具有持续恒定的加速度持续恒定外力作用下，物体具有持续恒定的加速度 （此时物体做匀变速直线运动）（此时物体做匀变速直线运动）矢量性：矢量性： a a方向方向与合外力与合外力F F的的方向方向始终相同始终相同独立性独立性: : 每个力各自独立地使物体产生一个加速度每个力各自独立地使

4、物体产生一个加速度CD【基础训练】【基础训练】1、下列对牛顿第二定律的表达式、下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解，正确的是：及其变形公式的理解，正确的是：( ) A、由、由Fma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；与物体的加速度成反比； B、由、由mFa可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；与其运动的加速度成反比； C由由aFm可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；与其质量成反比；

5、D、由、由mFa可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。它所受到的合外力而求得。牛顿定律应用实例：牛顿定律应用实例：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可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。可是我们用力提一个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，这跟牛顿第二定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？律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，由公式答：没有矛盾，由公式F合合=ma a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

6、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可知F+N-mg=0。合外合外3.合外力的方向决定加速度的方向，速度方向合外力的方向决定加速度的方向，速度方向与合外力方向无关。与合外力方向无关。下列说法正确的是：下列说法正确的是： 1、物体合外力减小时，加速度一定减小、物体合外力减小时，加速度一定减小 2、物体速度为零，合外力一定为零、物体速度为零，合外力一定为零 3、物体合外力为零时，速度一定为零、物体合外力为零时，速度一定为零 4、物体合外力减小时，速度一定减小

7、、物体合外力减小时，速度一定减小 5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同 6、根据、根据m = F/a ，物体的质量跟外力成正比，物体的质量跟外力成正比， 跟加速度成反比跟加速度成反比练习练习1：加速度、合外力、速度之间的关系加速度、合外力、速度之间的关系A练习练习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，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

8、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 应用举例应用举例汽车重新加速时的受力情况汽车重新加速时的受力情况某质量为某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当的汽车在平直路面上试车，当达到达到108km/h的速度时关闭发动机，经过的速度时关闭发动机，经过60s停停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？，产生的加速度应为多大？(假定试车过程中汽车受到的阻力不变。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。)汽车减速时受力情况汽车

9、减速时受力情况mgFNFfFfFFNmg例例1 1解解:以汽车为研究对象以汽车为研究对象,减速时受力分析如右图减速时受力分析如右图由由v0=100km/s=27.8m/s，vt=0，vt=v0+at得：得：由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：当汽车重新起步加速时受力分析如图，当汽车重新起步加速时受力分析如图，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：F-Ff=ma2所以所以mgFNFftvtva0010NssmkgtmvmaFf43770/8 .27110001FfFFNmgsmkgNNmFFaf/42. 1110043720002、明确研究对象、明确研究对象并对研究对象进行受力分析和运动情况分析并

10、对研究对象进行受力分析和运动情况分析2、选定正方向并建立坐标系、选定正方向并建立坐标系（一般取运动方向为正方向并在运动方向（一般取运动方向为正方向并在运动方向上建立坐标系）上建立坐标系）3、根据牛顿第二定律列方程、根据牛顿第二定律列方程4、解方程并检验、解方程并检验解题步骤：解题步骤：x22.21.1/2FNam smkg合smsmatvt/4 . 4/41 . 12021attvx222111.1/(4 )8.822xatm ssm正交分解法正交分解法平行四边形法平行四边形法一个物体，质量是一个物体，质量是4，受到互成，受到互成120o角的角的两个力两个力F1和和F2的作用。这两个力的大小都

11、的作用。这两个力的大小都是是20N，这个物体的加速度是多少？，这个物体的加速度是多少？F1F20Fxy0F1F2有没有其他方法？0F1F2a2a1a例例2 2独立性独立性: 每一个力都可以使物体独每一个力都可以使物体独立的产生加速度立的产生加速度,物体的加速度是物体的加速度是所有力产生加速度的矢量和所有力产生加速度的矢量和.牛顿第二定律牛顿第二定律 1、表达式：、表达式：F合合=ma2、理解、理解矢量性：矢量性：加速度的方向总与合外力的加速度的方向总与合外力的方向相同方向相同 瞬时性：瞬时性：力和加速度有瞬时对应的关系力和加速度有瞬时对应的关系 同体性：同体性：F.m.a三者是对同一物体而言的

12、三者是对同一物体而言的独立性独立性: 每一个力都可以使物体独立的产每一个力都可以使物体独立的产生加速度生加速度,物体的加速度是所有力产生加速物体的加速度是所有力产生加速度的矢量和度的矢量和.2.力的单位力的单位(牛顿牛顿)的定义的定义1.内容内容3.使用时需统一单位制使用时需统一单位制小结小结练习练习1 1：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 m的的小木块，在大小为小木块，在大小为F 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。若木块与地面拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为之间的动摩擦因数为，则木块的加速度为（，

13、则木块的加速度为（ ）mFmFcosmmgFcosm)Fsinmg(FcosxyFfFNFmg解：解：以木块为研究对象，受以木块为研究对象，受力如图，并建立坐标系力如图，并建立坐标系由牛顿第二定律，有由牛顿第二定律，有maFFfcos0sinmgFFNNfFF又又由以上由以上式解得式解得m)Fsinmg(Fcosa讨论：如当讨论：如当 ，FN=0，此时，此时mgFsinmFacosF F1 1F F2 2mFmFcosmmgFcosm)Fsinmg(Fcos质量为质量为2kg 的物体受到两个大小分别为的物体受到两个大小分别为2N 和和4N 的共点力作用。则物体的加速度大的共点力作用。则物体的加

14、速度大小可能是小可能是A、5m/s2 B、3m/s2C、2m/s2 D、0.5m/s2BC练习练习2 2提示：合力大小为提示：合力大小为26N,加速度大小为加速度大小为F合合/m,即即13m/s2巩固练习巩固练习3.质量为质量为m 的木块放在粗糙的的木块放在粗糙的水平面上，若用大小为水平面上，若用大小为F的水平恒力的水平恒力F拉木拉木块，其块，其加速度为加速度为a ，当拉力方向不变，当拉力方向不变，大大小变为小变为2F时，加速度为时，加速度为a，则，则( ) A、 a= a B、 a a D、 a= 2aC4.4.静止在光滑水平面上的木块，在水平方向静止在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做做( )( )A、匀减速运动、匀减速运动B、匀加速运动、匀加速