牛顿第二定律-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修一

第四章运动和力的关系

4.3牛顿第二定律1.空载卡车与满载卡车在相同动力下哪个起动更快？初步结论：m越大启动越慢，a越

.2.家用汽车与赛车在质量相近时哪个起动更快？初步结论：F越大启动越快，a越

.定性分析：加速度与力、质量的关系小大牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使他改变这种状态1.力是物体运动状态改变的原因2.质量越大，惯性越大，物体的运动状态越难改变加速度加速度加速度与力、质量有关探究回顾对于任何物体都是这样的吗？m一定时，a∝FF/Na/m·s-20.150.300.450.600.7500.10.20.30.40.5实验结论质量一定时，加速度a与合外力成正比F一定时，a∝1/m1/m(kg-1)a/m·s-20.20.40.60.81.000.51.01.52.02.5实验结论合外力一定时，加速度a与质量成反比牛顿第二定律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

《自然哲学的数学原理》，1687大量的实验和观察到的事实的基础上提出一、牛顿第二定律内容牛顿第二定律的文字表述牛顿第二定律的表达式

物体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，加速度的方向跟作用力的方向相同。m一定：a∝

FF∝ma

F一定：a∝m1a∝

mFF=kmak为比例系数

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

为比例常数的单位：

的单位：

的单位：

如果规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所用的力为1kg·m/s2

则

1N=1kg·m/s2后人为了纪念牛顿将kg·m/s2称为牛顿，简称牛，用符号N表示。一、牛顿第二定律问题一：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，我们用力推一个很重的箱子时，有时候却推不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？对牛顿第二定律的理解增加推力F合=ma指的是物体所受的合力对牛顿第二定律的理解三

、牛顿第二定律的性质增加箱子受到的推力，箱子动起来了，根据箱子的受力和运动请况，回答如下的问题：（1）箱子此时受哪些力作用？（2）从牛顿第二定律的内容分析，F、m、a是对于几个物体而言的？（3）牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正

比，为什么？（4）箱子运动的加速度方向和所受的力有何关系？（5）已经运动着的箱子在撤去外力F后，箱子做什么运动？同时撤去外力F和摩擦力后加速度和速度如何变化？三、牛顿第二定律的性质因果性同体性矢量性（1）箱子此时受哪些力作用？（2）从牛顿第二定律的内容分析，F、m、a是对于几个物体而言的？（3）牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？（4）箱子运动的加速度方向和所受的力有何关系？重力、支持力、推力F和摩擦力F、m、a

都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。不可以，因为力是物体加速度产生的原因。加速度方向与合外力方向始终相同（5）已经运动着的箱子在撤去外力F后，箱子做什么运动？同时撤去外力F

和摩擦力后加速度和速度如何变化？同时性撤去外力F后箱子做减速运动撤去外力和摩擦力之后加速度随之消失物体以撤去力瞬间时的速度做匀速直线运动加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失三、牛顿第二定律的性质F合=ma因果性：矢量性：瞬时性：F合→a

a与F合同向

a与F合瞬时对应

牛顿第二定律二、牛顿第二定律的理解同体性：F合、m、a是对于同一个物体每一个力都产生加速度，实际加速度是矢量和。独立性：比较两个公式：决定式定义式质量和受到的合外力共同决定了物体的加速度。物体的加速度与运动时间和速度变化无关。

定义式科学漫步：用动力学方法测质量由牛顿第二定律F＝ma可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。太空中质量的测量三、牛顿第二定律的应用三、牛顿第二定律应用：太空测质量牛顿第二定律的简单应用例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。GFNF阻解：沿汽车运动方向建立一维坐标系第一阶段，汽车受到的阻力做匀变速运动v0=100km/h=27.8m/s，t=70s，

v=0例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。F阻FNGF由牛顿第二定律得：F合=F－F阻

=2000N-437N=1563N第二阶段，汽车重新起步加速例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θ，求列车的加速度。自制简易加速度计

我们可用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，粗略测量运动物体的加速度。如图5-11所示，在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的画有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。根据摆动后稳定的角度，便可知道加速度的大小和方向。你能解释这个加速度计的工作原理吗？θθ应用牛顿第二定律解题