4.3牛顿第二定律课件 (共20张PPT) 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

(共20张PPT)
第四章 运动和力的关系
3 牛顿第二定律
m 一定时，a ∝ F
F一定时，a ∝ 1/m
F/ N
a/m·s -2
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1/m (kg -1)
a/m·s -2
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
实验结论
质量一定时，加速度a与合外力成正比
合外力一定时，加速度a与质量成反比
多次类似的实验结果
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”。
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。
猜想中的 a-F 图像
实际的 a-F 图像
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 ∝ F
F ∝ ma
F一定：a ∝
m
1
a∝
m
F
F =kma
k 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
1 N = 1 kg·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
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：
思考：
每一个力作用在物体上可以产生对应的一个加速度，但如果要说这个物体整体的加速度，那必须是合力产生的。
根据牛顿第二定律，即使是很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物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？
F合= ma
F
G
FN
来自蚂蚁的困惑：
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，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，这和牛顿第二定律是不是矛盾？
F＝ma，
加速度去哪了？
这里的F指的是合力
推力F
静摩擦力f
三、牛顿第二定律的应用
思考与讨论
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
问题1：为什么F1赛车质量小？
问题2：F1的百公里加速约2秒
特斯拉百公里加速6.9秒
加速度计
(
θ
cm
描述物体惯性的物理量
质量
F=ma
在同样的力的作用下：
m越小，a越大，运动状态越易改变
m越大，a越小，运动状态越难改变
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
课堂小结
牛顿第二定律
表达式
力的单位
深化理解
应用步骤
F=kma
“1牛顿”的定义、k=1
因果性、同体性、矢量性、同时性、独立性、局限性
谢谢观看，
今天你学到了什么？