4.3-4.4 牛顿第二定律 力学单位制 2023-2024教科版物理必修一(共25张PPT)

(共25张PPT)
4.3 牛顿第二定律
教育科学出版社必修一第四章 牛顿运动定律
由牛一定律可知：
物体不受外力
所受合外力为零
物体处于静止或匀速直线运动
状态，即运动状态不变。
那么设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运动会怎样？
温故知新:
运动状态会发生变化
牛一定律，又称惯性定律；物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，称为惯性；物体的惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。
温故知新:
看来，改变物体运动状态与受力和质量有关
思考：
物体加速度a和哪些因素有关？
一、牛顿第二定律（书P113）:
2、数学表达式：
F=kma
当各物理量均选国际单位时，k=1
【强调】
1N定义：使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫做1N。
即：1N=1kg·m/s2
F=ma
1、内容：物体加速度的大小跟受到的作用力（合力）成正比，跟它的质量成反比;加速度的方向跟作用力(合力)的方向相同.
公式的几种说法
【思考】
1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？
m 是标量，F 和 a 是矢量。
2、这两个矢量的方向关系是怎么样？
“力是产生加速度的原因”，故加速度 a 的方向和合力 F 的方向是一致的。即物体的加速度方向由物体所受合力的方向决定。
【强调1】牛顿第二定律的“四性”
①同体性：
是指F合、m和a都是对于“同一个物体”而言，解题时确定研究对象和准确的受力分析是关键。
②矢量性：
物体加速度a的方向与物体所受合外力F合的方向始终相同。
③瞬时性：
牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、共死、同变化。
④独立性：
作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。
【注意】正交分解后，x，y方向的合力和加速度也遵从牛顿第二定律，
即： Fx=max,
Fy=may
1、牛顿第二定律只适用于惯性参考系。
2、牛顿第二定律只适用于宏观（相对于分子、原子）、低速（远小于光速）运动的物体。
【强调2】牛顿第二定律适用范围：
相对于地面静止或匀速的参考系
1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是：( )
A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；
B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；
C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；
D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
CD
基本概念的理解：
2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是（ ）
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中，k的数值一定等于1
CD
3、小慧推动小车前进，已知小车的质量是7.0kg，假定水平推力为14N，不计阻力，求小车的加速度和从静止开始2.0s 末的速度大小。
牛顿第二定律的基本应用：
4、一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，此外没有其它的力。这个物体产生的加速度是多大？
解法2：直接求F1和的F2合力，然后用牛顿第二定律求加速度。
由平行四边形定则可知， F1、 F2、F合 构成了一个等边三角形，
故 F合 =10 N
a = F合 /m =（10/2 ）= 5 m/s2，
方向和合力方向相同。
解法1：先对两力进行正交分解，然后再求合力。
F合
F2
F1
【引申】若两力方向未知，求加速度范围
1、定义式：a=△v/△t , a是反映速度变化快慢的物理量。
速度变化量△v的大小由加速度a和时间△t决定。
2、决定式：a=F合/m，a由物体所受合外力F和质量m决定。
【补充】a的定义式和决定式：
【课堂练习】地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进，求物体受到的摩擦力和支持力。（取g=10m/s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
【引申】若用此力与水平方向成37°角斜向右上方拉木箱，木箱的加速度多大？
N
f
F
F1
G
F2
x
y
N
f
F
F1
F2
G
y
x
解：对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系，将力F分解。
由物体匀速有：
X轴方向：
Y轴方向：
联立以上方程并带入数据得：
设动摩擦因数为μ，则由F=μN可得：μ=f/N=80/460=4/23
【引申】力F斜向上拉物体，设物体的加速度为a,受力分析如图：
X轴方向：
Y轴方向：
联立以上方程并带入数据可解得: a=0.5m/s2
【课堂思考题】一小球从竖直在地面上轻弹簧正上方某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎样变化
　如图为马戏团中猴子爬杆的装置，已知底座连同竖直杆总质量为20 kg，猴子质量为5 kg，现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底加速向上爬，设猴子与杆之间的作用力为恒力，则底座对水平面的压力为多大？(g取10 m/s2)
答案　255 N
例4
8.质量为M的人站在地面上，用绳通过光滑轻质定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图所示，若重物以加速度a下降(aA.(M＋m)g－ma
B.M(g－a)－ma
C.(M－m)g＋ma
D.Mg－ma
√
教育科学出版社必修一第四章 牛顿运动定律
4.4 力学单位制
　1．基本单位
长度单位：米（m）
质量单位：千克（kg）
时间单位：秒（s）
　2．导出单位：
速度单位：米／秒（m/s）
加速度单位：米/秒2（m/s2）
力的单位：牛顿（N）
单位制（书P78)
二、力学中的国际单位制（SI）：（勾画书P118-119）
【注意】
区分基本物理量和单位
判定公式是否正确
解答时书写格式可简化
物理量名称 单位名称 单位符号
长度 米 m
质量 千克(公斤) kg
时间 秒 s
电流 安(培) A
热力学温度 开(尔文) K
物质的量 摩(尔) mol
发光强度 坎(德拉) cd
【补充】国际单位（SI）中的基本单位（7个）:
（勾画书P119）
既不是国际单位，也不是导出单位，是常用单位。
给出下列物理量或单位，请按要求填空：
A、米； B、牛顿； C、加速度； D、米/秒2； E、质量；
F、千克； G、时间； H、秒； I、分钟； J、位移；
K、厘米； L、千克/米3； M、焦耳；
1、在国际单位制中作为基本单位的是__________。
2、属于导出单位的是______________。
3、物理量是：_____________。其中属于矢量的是 ，属于标量的是 ；
A F H
B D L M
C E G J
课堂练习
C J
E G
谢谢观看
课后作业 ：