吉林省长白山第一高中物理必修一课件：4.3 牛顿第二定律

课件10张PPT。学案3 牛顿第二定律学点1 牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
(2)表达式：F=ma
(3)牛顿第二定律的“八性”
①同体性：加速度、合外力和质量是对应于同一个物体的，所以分析问题时一定要确定好研究对象，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
②因果性：力是产生加速度的原因，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。
③矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定。
④瞬时性：物体的加速度跟它所受的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。
⑤统一性：牛顿第二定律是实验定律，通过实验得出F∝ma，写成等式为F=kma，其中k为比例系数。为使k=1，力、质量、加速度的单位必须统一使用同一单位制(通常使用国际单位制)。⑥相对性：定律中的加速度是以地面或相对于地面静止或做匀速直线运动的物体为参考系所量度的。
⑦独立性：物体受到多个力作用时，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。
⑧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。
(4)应用牛顿第二定律解题的基本步骤
①确定研究对象；
②分析研究对象的受力情况并画出受力图；
③建立直角坐标系，把力或加速度分解在x轴或y轴上；
④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；
⑤统一单位，计算数值。【例1】质量为m=1 kg的小球穿在斜杆上，球
与杆之间的动摩擦因数?= ,用拉力F=
20 N竖直向上拉小球使它沿杆加速上滑，
如图4-3-1所示，求小球的加速度为多
大？(取g=10 m/s2)图4-3-11.25 m/s2图4-3-2 以小球为研究对象，小球受重力G，拉力
Ｆ和滑动摩擦力F′的作用，这几个力方向较明
确，但杆对球的弹力沿什么方向需要具体判断，建
立如图4-3-2所示的坐标系，加速度方向沿x轴
正方向，将F、G分解，在y轴方向上，Fcos30°>
Gcos30°，在y轴方向上小球处于平衡状态，故小
球所受杆的弹力的方向垂直于杆向下。
在x轴方向：Fsin30°-(?FN+mgsin30°)=ma
在y轴方向：FN+mgcos30°=Fcos30°
解得a=1.25 m/s2。1.如图4-3-3所示，位于水平地面上的
质量为M的小木块，在大小为F、方
向与水平方向成?角的拉力作用下，
沿地面加速运动，若木块与地面之
间的滑动摩擦因数为?，则木块的加
速度为( )
A.F/M
B.Fcos?/M
C.(Fcos?-?Mg)/M
D. [Fcos?-?(Mg-Fsin?)]/M 图4-3-3D学点2 力的单位(1)F=kma中，k的值是任意的。
(2)若选取k=1，那么F=ma。
若质量m=1 kg的物体，在某力作用下获得1 m/s2的加速度，则F=ma=1 kg×1 m/s2=1 kg·m/s2。
则1 kg·m/s2叫做“一个单位的力”。若质量的单位是kg，加速度的单位是m/s2，则力的单位是kg·m/s2。
后人为纪念牛顿，把kg·m/s2称作“牛顿”，符号N。
(3)在国际单位制中，质量的单位是kg，加速度的单位是m/s2，力的单位是N，则牛顿第二定律表达式为：F=ma。 物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位，在F＝kma中，只有“m”的单位取kg，“a”的单位取m/s2，“F”的单位取N时，k=1，故选项B、C正确。【例2】在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，有关比例系数k的说法，正确的是( )
A.k的数值由F、m、a的数值决定
B.k的数值由F、m、a的单位决定
C.在国际单位制中k=1
D.在任何情况下k都等于1BC2.下列说法中正确的是( )
A.物体的质量不变，a正比于F，对a、F的单位不
限制
B.对于相同的合力，a反比于m，对m、a的单位
不限制
C.在公式F=ma中，F、m、a三个量可以选取不
同的单位制
D.在公式F=ma中，当m和a分别用kg和m/s2作单
位时，F必须用N作单位ABD1.由牛顿第二定律可知( )
A.同一物体的运动速度越大，受到的合外力也越大
B.同一物体的速度变化率越小，说明它受到的合外力越小
C.物体的质量与它所受的合外力成正比，跟它的加速度成
反比
D.同一物体的速度变化越大，说明它受到的合外力越大2.对于牛顿第二定律的公式F=kma的比例系数k的说法中正确的是( )
A.k值是由研究对象来决定的
B.k值是由合外力来决定的
C.k值是由力、质量和加速度的单位来决定的
D.在国际单位制中，k的数值取1BCD3.质量为2 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图4-3-4所示。取g=10 m/s2，求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数?；
(2)水平推力F的大小；
(3)0～10 s内物体运动位移的大小。(1)0.2 (2)6 N (3)46 m图4-3-4