4.3牛顿第二定律课件高一上学期物理人教版2

4.3牛顿第二定律

新课引入从视频中能看出摩托车加速最快，也就是启动时加速度最大。问题？

赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的加速度大。物体的加速度

a与它所受的作用力

F以及自身的质量

m之间存在什么样的定量关系呢？学习目标1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。2.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。3.能应用牛顿第二定律解决动力学问题。小车的加速度a与它所受到的作用力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？

猜想一、牛顿第二定律的表达式

大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论，由此可以总结出一般性的规律：

物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律（Newton’ssecondlaw）。1.牛顿第二定律的内容2.牛顿第二定律的表达式m一定：a∝F

a∝mFF=kma

k为比例系数F∝ma

牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者的数量关系，还明确了加速度和力的方向关系。k到底有多大呢？F＝

kma中

k的数值取决于

F、m、a的单位的选取。当

k=1

时，质量m=1kg的物体，在某力作用下获得a=1m/s2的加速度所需要的力：F=ma=1kg×1m/s2=1kg·m/s2把1kg·m/s2

叫做“一个单位”的力力F的单位就是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.二、力的单位使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N。1N＝1kg·m/s2F＝ma

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，牛顿第二定律可以表述为：该表达式在具体的使用中有哪些要注意的呢？对牛顿第二定律的理解（1）对加速度与力、质量关系的理解力F：物体运动状态变化的原因质量m：抵抗物体运动状态变化的原因加速度a描述物体运动状态变化快慢表达式F=ma中,F是合力时,加速度a指的是合加速度,即物体的加速度；F是某个力时,加速度a是该力产生的加速度。从牛顿第二定律知道，无论多么小的力都可以使物体产生加速度。可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律矛盾吗？如何解释这个现象呢？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GFNF表达式：F合=ma

合力

质量加速度思考3.矢量性：F=ma是一个矢量式，a与

F

的方向总是相同;4.瞬时性：

a与

F是瞬时对应关系（含大小和方向），即

a与

F同时产生，同时变化，同时消失。加速度与力一样可以突变，而速度是无法突变的;5.独立性：每个力各自独立地能使物体产生一个加速度，与物体是否受其他力无关。2.同体性：

a、F、m对应于同一物体;

1.因果性：力是产生加速度的原因，合外力不为零时一定有加速度；牛顿第二定律的五大特性例题1.在平直的路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。（1）汽车受到的阻力是多少？（2）重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？【典型例题】解：选汽车为研究对象规定汽车运动方向为正方向（1）对汽车受力分析，如右图，根据牛顿第二定律：由运动学公式：0=v0+a1t

联立以上两式，代入数据得：F阻=-437N即阻力大小为437N，方向与运动方向相反（2）重新起步后对汽车受力分析，由牛顿第二定律：代入数据，得：a2=1.42m/s2即重新起步的加速度大小为a2=1.42m/s2,方向与正方向相同F牵解：选汽车为研究对象规定汽车运动方向为正方向（1）对汽车受力分析，如右图，根据牛顿第二定律：由运动学公式，得：联立以上两式，代入数据得：即阻力大小为，方向与运动方向相反（2）重新起步后对汽车受力分析，由牛顿第二定律：代入数据，得：即重新起步的加速度大小为,方向与正方向相同选取研究对象规定正方向受力分析，求合力F=ma联立方程求解运动学公式桥梁例题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，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。θ思考：①选取哪个物体作为研究对象？②列车加速过程中，小球做什么性质的运动③画出受力分析④用什么方法求合力？

FTFGOθ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：Fy－mg＝0，Fy＝FTcosθ，FTcosθ＝mg

①在水平方向有：Fx

＝FTsinθ，FTsinθ＝ma

②①②式联立，可以求得小球的加速度为a＝gtanθ列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。FyFTFxGOyxθ正交分解法在牛顿第二定律中的应用：

当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力．通常选取加速方向作为正方向(不分解加速度)，将物体所受的其他力正交分解后，列方程Fx＝ma，Fy＝0。xyF合GN(2)分析受力情况

画受力分析图求合外力求a(3)运动情况的分析选择合适的运动学表达式(4)根据牛顿第二定律F合

＝ma列方程求解桥梁：加速度a(1)选择研究对象解题步骤3.牛顿第二定律的表达式F=kma（

k是比例系数）力F的单位是千克米每二