牛顿第二定律+-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修一

人教版高中物理必修第一册第四章4.3牛顿第二定律新课引入01.高中物理必修第一册课件

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？问题与思考02.高中物理必修第一册课件

上节课的实验表明，小车的加速度a跟它所受的作用力成正比，与它的质量m成反比。对于任何物体都是这样的吗？实验与猜想03.高中物理必修第一册课件

如果我们多做几次实验，每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点，如图甲。图甲猜想图乙实际规律很可能就是这样的。推断与勇气04.高中物理必修第一册课件

到此为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。

由此看来，科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时，既需要谨慎，也需要勇气。加速度a、作用力F、质量m之间存在什么样的定量关系呢？问题情境:如图所示为赛车比赛截图，赛车车手要想赢得比赛，除了赛车手的技术高超外，赛车本身也是赢得比赛的关键．赛车设计师怎样设计才能使赛车达到要求呢?任务1：初步体会a与F、m关系问题1：在探究加速度与力、质量的关系的实验中，如果考虑到实验有一定误差，实验能够得到怎样的结论?加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比问题2：你认为赛车启动时，赛车的什么性能最重要?加速性能问题3：要想使赛车启动获得较大的加速度，我们该如何设计汽车?为什么?减小车的质量，增加发动机的功率牛顿第二定律怎样简化公式呢？物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，....？小结任务2：牛顿第二定律的理解问题情境：如图，左图所示的实验装置简化为右图问题1：左图中，小车受到几个力的作用?此时F=kma中的F是什么含义?重力、支持力、拉力、摩擦力F是合外力问题2：如图所示，用一个力推物体，物体却没有产生加速度，为什么?要使物体产生加速度应该满足什么条件?问题3：F=kma仅仅是数量关系式吗?还有什么关系?如何表述?合外力仍为0要产生加速度，合外力不为0才可以还有单位的换算关系是，瞬时对应关系问题4：如果小车所受的合外力发生变化，加速度的变化是瞬间发生的吗?这说明F=kma是什么关系?问题5：F=kma这个式子中，是加速度决定了力，还是力决定了加速度?这个关系式能否更加简洁一些呢?有力才有加速度，各量都取国际单位制时，k=1问题6：使用F=ma这个关系式时，对各物理量的单位有什么要求?除了1N的力约为1kg物体重力的十分之一外，我们现在对它还有怎样的认识?各量都取国际单位制1N=1kg·m/s2牛顿第二定律的六大特性1.因果性：力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。2.矢量性：加速度和合力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向由合力的方向唯一决定。3.瞬时性：物体的加速度跟它所受的合力之间存在着瞬时对应关系，加速度与合力同时产生、变化和消失。4.同体性：加速度a、合力F、质量m必须对应同一物体。5.独立性：物体受到多个力的作用时，每个力都独立地产生一个加速度，且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律，就好像其他力不存在一样。6.局限性：牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子。小结例题1:在平直路面上，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，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车重新加速时的受力情况汽车减速时受力情况GFNF阻F阻FFNG由牛顿第二定律得：解：沿汽车运动方向建立坐标轴第一阶段，汽车做匀变速运动v0=100km/h=27.8m/s，t=70s，

v=0m/sF合=F－F阻

=2000N-437N=1563NGFNF阻第二阶段，汽车重新起步加速F阻FFNG大小方向与v、∆v大小无关由∆v/∆t决定与F合成正比与m成反比与∆v方向一致与F合方向一致解题总结例题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测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为

，求列车的加速度。mgFTFa【解析】方法1：矢量合成法以小球为研究对象，其受力如图。则F=mgtanθ由牛顿第二定律得：a＝gtanθ

方向水平向右【解析】方法2：正交分解法在竖直方向有

FTcosθ＝mg（1）在水平方向有FTsinθ＝ma

（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。两式联立，可以求得小球的加速度为：

a＝gtanθ

方向水平向右mgFTFxaFy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拓展提高1．质量为0.4kg的小滑块置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，滑行6m时，小滑块的速度为6m/s，此时撤去拉力，又经3s停下。该拉力的大小为（）CA．0.8NB．1.2NC．2ND．2.8N拓展提高2、一物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平拉力F=10N作用下从静止开始运动,其速度与位移满足等式v2=8x（其中v的单位为m/s，x的单位为m），g取10m/s2,则物体的质量为（）A.0.5kg B.0.4kgC.0.8kg D.1kgD拓展提高1．质量为0.4kg的小滑块置于粗糙水平地面上，在水平恒定拉力作用下由静止开始做匀加速直线运动，滑行6m时，小滑块的速度为6m/s，此时撤去拉力，又经3s停下。该拉力的大小为（）CA．0.8NB．1.2NC．2ND．2.8N拓展提高2、一物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平拉力F=10N作用下从静止开始运动,其速度与位移满足等式v2=8x（其中v的单位为m/s，x的单位为m），g取10m/s2,则物体的质量为（）A.0.5kg B.0.4kgC.0.