【物理】44牛顿第二定律课件（粤教版必修1）1

1、第四章 力与运动第四节 牛顿第二定律1 1、什么是物体运动状态的改变？其原因是、什么是物体运动状态的改变？其原因是什么？什么？ 2 2、物体运动状态改变除了与力有关，还与、物体运动状态改变除了与力有关，还与哪些因素有关？哪些因素有关？复习思考：复习思考：？ 物体运动状态的改变指的是物体的物体运动状态的改变指的是物体的速度速度发生了变化；其原因是受到了发生了变化；其原因是受到了力力的作用的作用还与还与质量质量有关有关物体运动状态发生改变物体运动状态发生改变速度速度发生了改变发生了改变产生了产生了加速度加速度实质实质实质实质与与力力和和质量质量有关有关物体运动的加速度与力、质量的关系究竟如何？物体

2、运动的加速度与力、质量的关系究竟如何？下面我们通过实验来研究物体的下面我们通过实验来研究物体的质量质量、所受的、所受的力力与物体的与物体的加速度加速度的关系的关系.实验采用实验采用“控制变量法控制变量法”来研究：来研究：(1)保持物体的保持物体的质量质量(m)不变不变,改变改变物体所受的外物体所受的外力力(F),测量物体在不同外力作用下的测量物体在不同外力作用下的加速度加速度(a) (2)保持物体保持物体所受外力所受外力(F)不变不变,改变改变物体的物体的质量质量(m),测量相同外力作用下不同质量物体的测量相同外力作用下不同质量物体的加速度加速度(a) 在此基础上在此基础上,若若F、m都发生变

3、化的情况下都发生变化的情况下,总结出总结出a与与F、m 的关系。的关系。“控制变量方法控制变量方法”是一种常用科研方法是一种常用科研方法.实验装置如图：实验装置如图：可加减砝码改变小车可加减砝码改变小车和砝码的总质量和砝码的总质量可加减钩码改变小车可加减钩码改变小车和砝码所受的力和砝码所受的力1、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)1、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间

4、 (s)力力(N)质量质量(kg)0.20.09820.980.491、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.20.09820.980.491、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.20.09820.980.490.20.19621.960.98实验结论：实验结论：质量一定，即质量一定，即1、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力

5、与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.20.09820.980.490.20.19621.960.98实验看到：实验看到：质量一定，加速度与力成正比，即质量一定，加速度与力成正比，即a=kF2 21 12 21 12 21 1F FF FS SS Sa aa a2 21 12 21 1F FF Fa aa a2、质量、质量F一定一定，加速度，加速度a与与m的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)2、质量、质量F一定一定，加速度，

6、加速度a与与m的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.40.19643.920.2452、质量、质量F一定一定，加速度，加速度a与与m的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.40.19643.920.2452、质量、质量m一定一定，加速度，加速度a与力与力F的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.40.19643.920.2450.80.19641.9

7、60.12252、质量、质量F一定一定，加速度，加速度a与力与力m的关系的关系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)时间时间 (s)力力(N)质量质量(kg)0.40.243.920.2450.80.241.960.1225实验结论：实验结论：所受外力一定，即所受外力一定，即实验看到：实验看到：所受外力一定，加速度与质量成反比，即所受外力一定，加速度与质量成反比，即1 12 21 12 22 21 1mmmmS SS Sa aa a1 12 22 21 1mmmma aa amka 1 1、牛顿第二定律的内容、牛顿第二定律的内容: :其数学表达式是：其数学表达式是：(

8、其中其中k为比例常数为比例常数)牛顿第二定律牛顿第二定律物体的加速度跟物体的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物体的跟物体的质量成反比质量成反比加速度的方向加速度的方向跟引起这个加速度的跟引起这个加速度的力的方向相同力的方向相同 mFa或或F=Kma在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生的物体产生1m/s2的加速度的力为的加速度的力为1N，即，即1N=1kgm/s2。可见，如果可见，如果F=Kma中中都用国际单位制中的单位，就可以使都用国际单位制中

9、的单位，就可以使k=1，那么公式则简化为，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二定律，这就是牛顿第二定律的数学公式。的数学公式。2、牛顿第二定律的推广、牛顿第二定律的推广当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时不过这时F代表的是物体代表的是物体所受外力的合力所受外力的合力。牛顿第二定律。牛顿第二定律更一般的表述是：更一般的表述是：1 1、牛顿第二定律的内容、牛顿第二定律的内容: :其数学表达式是：其数学表达式是：牛顿第二定律牛顿第二定律物体的加速度跟物体的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物体的跟物体的质量成反比质量成

10、反比加速度的方向加速度的方向跟引起这个加速度的跟引起这个加速度的力的方向相同力的方向相同 F=ma物体的物体的加速度加速度跟所受的外力的跟所受的外力的合力成正比合力成正比，跟物体的跟物体的质量成反比质量成反比加速度的方向加速度的方向跟跟合外力的方向相同合外力的方向相同数学表达式是：数学表达式是：F合合=ma2、牛顿第二定律的推广、牛顿第二定律的推广1 1、牛顿第二定律的内容、牛顿第二定律的内容: :其数学表达式是：其数学表达式是：牛顿第二定律牛顿第二定律物体的加速度跟物体的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物体的跟物体的质量成反比质量成反比加速度的方向加速度的方向跟引起这个加速度的跟引起

11、这个加速度的力的方向相同力的方向相同 F=ma物体的物体的加速度加速度跟所受的外力的跟所受的外力的合力成正比合力成正比，跟物体的跟物体的质量成反比质量成反比加速度的方向加速度的方向跟跟合外力的方向相同合外力的方向相同数学表达式是：数学表达式是：F合合=ma3、牛顿第二定律的理解、牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解应注意四点：牛顿第二定律的理解应注意四点：1 1、F F合合表示的是物体所受的表示的是物体所受的合外力合外力，而不是其，而不是其中的一个力或几个力中的一个力或几个力2、矢量性矢量性：3 3、瞬时性瞬时性： 即公式中的即公式中的F合合与与a都是矢量，且二者都是矢量，且二者方向相同方向相

12、同 即物体在某一时刻的加速度与该时即物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力相关。合外力刻的合外力相关。合外力恒定不变恒定不变，加速度，加速度也也恒定不变恒定不变；合外力；合外力随时间变化随时间变化，加速度也，加速度也随时间变化随时间变化；合外力在某时刻；合外力在某时刻停止作用停止作用，加，加速度也速度也随即消失随即消失4、同一性：同一性： F合合与与a均是对均是对同一研究对象同一研究对象， F合合中中的每一个力均应是的每一个力均应是同一研究对象所受的力同一研究对象所受的力应用举例应用举例例例1 1、从牛顿第二定律知道，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

13、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可知F+N-mg=0。分析及解答分析及解答例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）

14、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，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

15、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。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，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C

16、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 物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致。当合外力减小但方向不变时，加速度减小但致。当合外力减小但方向不变时，加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加。加。C说法错误。说法错误。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，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 加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必度