高中-牛顿第二定律市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件

牛顿第二定律合F=ma郑州华信附中物理组宋金领.8.261/33教学目标1、了解牛顿第二定律试验过程2、掌握牛顿第二定律推导及意义3、利用牛顿运动定律应用2/33物体运动状态发生改变，即产生加速度。加速度大小可能与哪些原因相关呢？“力”是促使物体运动状态改变原因，力似乎“促使”加速度产生；

质量是物体惯性量度，而惯性是保持运动状态不变性质，所以质量似乎“妨碍”加速度产生。

知识回顾a可能与F、m相关系。3/33猜测：比较小汽车和火车:小汽车：质量小、惯性小起动时运动状态相对易改变火车：质量大，惯性大，动力大、起动时运动状态相对难改变a、F、m三者关系！？4/33（1）研究方法：控制变量法“a”与“F”、“m”二个物理量均相关系，应该从何处入手呢？所以此次探究思绪自然而然地确定为两个方面：一是探究质量一定时，加速度与受力关系；二是探究受力一定时，加速度与质量关系。最终综合得出三者关系。控制变量法在初中阶段我们研究“欧姆定律”、“导体电阻影响原因”时都接触到一个方法－－a、F、m三者关系！？5/33数据处理得：a

∝F试验结论：当m一定时，a和F成正比即1、质量m一定，加速度a与力F关系◆回想书本所探究内容6/332、力F一定，加速度a与质量m关系数据处理得：m7/33牛顿第二定律内容——物体加速度a跟作用在物体上合外力力F成正比，跟物体质量m成反比。当适当选取单位使k=1,则:F合=ma

使质量为1kg物体产生1m/s2加速度力，要求为1N.牛顿第二定律数学式：

a∝F合说明：2.同时性——力和加速度同时产生，同时消失。1.因果关系——力是产生加速度原因。3.矢量性——加速度与合外力方向一致。4.瞬时性——此关系F合=ma为瞬间关系。8/33知识形成当取k=1，此时关系式可简化为：物体加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比。F=ma此即为牛顿第二定律数学表示式。a=F/mF—ma∝或者F∝ma其中k为百分比常数F=kma深入能够将表示式改为：9/331.F、m、a必须同时对应于同一物体.2.F、m、a中F、a两个量是矢量，a方向与F方向一致。3.a与F同时产生，同时改变，同时消失。4.由F合=ma计算出a是相对地面而言。5.当物体同时受到多个力作用时，F是物体所受多个力协力。6.利用F合=ma时必须统一单位（国际单位制）牛顿第二定律牛顿第二定律了解:10/33

其实物体往往不止受到一个力作用，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式F=ma中F表示协力，这么我们能够把牛顿第二定律内容表述为：

物体加速度跟物体所受协力成正比，跟物体质量成反比,加速度方向跟协力方向相同。即

F合=ma关于牛顿第二定律说明:1.同体性:(a与F合,m都属于同一物体，即研究对象统一性）11/33矢量性：a、F合都是矢量注意：a方向与F合方向一定相同v方向与F合方向不一定相同若v、F合方向相同，物体做加速运动若v、F合方向相反，物体做减速运动前面第一章我们已学过：a、v同向，加速； a、v反向，减速a方向与F合方向一定相同所以，我们可得出这么结论：2.矢量性:(a与F合方向相同)12/33思索：1、在牛顿第二定律表示式F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？m是标量，F和a是矢量。2、在这两个矢量中它们关系是怎么样？“力是产生加速度原因”，即物体受力方向决定物体加速度方向。故力F方向和加速度a方向是一致。3、一辆小汽车质量m1=8.0×102kg，所载乘客质量是m2=2.0×102kg，用一样大小牵引力，假如不载人时小汽车产生加速度是a1=1.5m/s2，载人时产生加速度a2是多少（忽略阻力）

解：由牛顿第二定律：F=ma可知牵引力大小F=m1a1

=

8.0×102×1.5=1.2×103N

因为载人和不载人时牵引力是一样大,故：a2=F———m2+m1=1.2m/s213/333瞬时性：a与F合是瞬时对应关系同时产生同时消失同时改变a、F合14/334.独立性：每个外力对应于一个加速度，合外力对应于合加速度．协力加速度即是这些加速度矢量和．指作用在物体上每个力都将独立地产生各自加速度，与物体是否受其它力作用无关，我们常称之为力独立作用原理．15/33注意事项:1.矢量性:(a与F合方向相同)2.瞬时性:(a与F合同时产生,同时消失,同时改变)3.同体性:(a与F合,m都属于同一物体，既研究对象统一性）4.独立性:(X方向合外力产生X轴方向加速度,Y方向合外产生Y轴方向加速度,Fx=maxFy=maya2=a2x+a2y16/33

以前我们所讲述是物体只受到一个力作用情况，物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式F=ma中F表示协力，这么我们能够把牛顿第二定律深入表述为：

一个物体质量是2kg，受到互成1200角两个力F1=10N和F2=10N共同作用，这个物体产生加速度是多大？F合F2

F1

解法1：先由平行四边形法则可知，F1、F2、F合组成了一个等边三角形，故F合=10N

a=F合/m=10/2=5m/s2物体加速度跟物体所受协力成正比，跟物体质量成反比加速度方向跟协力方向相同。即F合=ma练习：17/33解法2：先分别求出F1、F2产生加速度a1、a2再依据平行四边形法则求a1、a2合加速度a合

a1=F1/m=10/2=5m/s2a2=F2/m=10/2=5m/s2因为加速度方向与力方向一至，故a1、a2也成1200角a1、a2、a合组成了一个等边三角形，故a合=5m/s2

a合a2

a1

18/33例题：一个质量为2kg物体同时受到两个力作用，这两个力大小分别为2N和6N，当两个力方向发生改变时，物体加速度大小可能为：A．1m／s2

B．2m／s2

C．3m／s2

D．4m／s219/33

依据牛顿第二定律，假如一个物体同时受到几个力作用，物体加速度跟所受外力协力成正比，题目所给两个力大小分别为2N和6N，当两个力方向相同时协力最大，最大值为2＋6＝8（N），当两个力方向相反时协力最小，最小值为6－2＝4（N），当两个力方向既不相同，也不相反时，协力大小大于2N而小于8N，所以两个力方向发生改变时，协力大小2N

F

8N．依据牛顿第二定律可得a=F合/m，当两个力取不一样方向时，物体加速度大小所以，答案应选择B、C、D．20/33牛顿第二定律１.在牛顿第二定律F=kma中，相关百分比系数k以下说法，正确是：Ａ.在任何情况下k都等于１；Ｂ.k数值是由质量、加速度和力大小决定；Ｃ.k数值是由质量、加速度和力单位决定；Ｄ.在国际单位制中，k=1．21/33２.从F=ma得到m=F/a，可见物体质量：Ａ.跟合外力成正比；Ｂ.跟加速度成反比；Ｃ.跟合外力及加速度无关；Ｄ.跟合外力及加速度比值相关牛顿第二定律22/33３.以下说法中正确是：Ａ.物体所受合外力为零，物体速度必为零．Ｂ.物体所受合外力越大，物体加速度越大，速度也越大．Ｃ.物体速度方向一定与物体受到合外力方向一致．Ｄ.物体加速度方向一定与物体所受到合外力方向相同．牛顿第二定律23/33应用举例例1、从牛顿第二定律知道，不论怎样小力都能够使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为何？答：没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合外力，不论怎样小力都能够使物体产生加速度，这个力应是合外力。现用力提一很重物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0。24/33(补充)一辆卡车空载时质量为3.5

103kg,最大载货量为2.5

103kg,用一样大小力,空载时能使卡车产生加速度1.5m/s2,满载时卡车加速度是多少?0.875m/s2FMmaa′解：依据牛顿第二定律又满载时卡车加速度25/33F合一定a一定匀变速运动例：自由落体圆周运动F合改变a改变非匀变速运动F合=0a=0

静止或匀速运动平衡状态（2）力和运动关系对牛顿运动定律了解：26/33下面说法正确是否：A、同一物体所受合外力越大，加速度越大。B、同一物体所受合外力越大，速度也越大。C、物体在外力作用下做加速直线运动，当合外力逐步减小时，物体加速度逐步减小，物体速度也逐步减小。D、物体加速度大小不变一定受恒力作用。

27/33例2、以下说法中正确是（）A．物体所受合外力越大，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匀加速直线运动，当合外力逐步减小时，物体速度逐步减小。D．物体加速度大小不变一定受恒力作用依据牛顿第二定律，物体受合外力决定了物体加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，B说法错误。28/331.质量为m物体放在粗糙水平面上受水平F时产生加速度为a1,当水平力为2F时,加速度a2,关于a1与a2关系正确是：（）解析:关键要考虑摩擦力f。2.物体受几个力作用处于静止状态,若将其中一个力逐步减小到0,再逐步恢复到原值,物体加速度和速度怎样改变?答案:加速度先增大后减小,速度一直增大.小试牛刀:A.a2＝

2a1B.a2＜2a1C.a2＞2a1D.a1＝a2C由a1=(F－f)/m,a2=(2F－f)/m＞2(F－f)=2a129/33课后思索:一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球速度.加速度怎样改变?30/331、为了安全，在公路上行驶汽车之间应保持必要距离已知某高速公路最高限速v=144km/h。假设前方车辆突然停顿，后车司机从发觉这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历时间（即反应时间）t=0.50s。刹车时汽车受到阻力大小F为汽车重力0.40倍。该高速公路上汽车间距离s最少应为多少（g=10m/s2）t=0.50s匀速直线运动F=0.4mg匀减速直线运动v=144km/hs1s2分析：汽车间距离s=s1＋s2汽车在s1做匀速直线运动s1=vt在s2汽车做初速度v0=144km/hvt=0匀减速直线运动解：s1=vt=40×0.5=20m