物理人教版（2019）必修第一册4.3牛顿第二定律（共32张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第一册4.3牛顿第二定律（共32张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 17.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-11 16:59:18 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
4.3 牛顿第二定律
如果你是一名F1赛车设计师，要求赛车在起跑时获得较大的加速度，可以通过什么实现？
学习目标
1.掌握牛顿第二定律的文字表述和数学表达式；
2.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的；
3.理解并应用牛顿第二定律解决问题。
复习回顾
数据处理得：
实验结论：
当m一定时，a和F成正比
1、质量m一定，加速度a与力F的关系
复习回顾
2、力F一定，加速度a与质量m的关系
数据处理得：
m
实验结论：
当F一定时，a和m成反比
牛顿第二定律的内容
m
1
a
F一定时
a
F
m一定时
m
F
a
ma
F
kma
F
=
内容：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向一致。
合作探究，问题解决
Q1:取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？
Q3: 用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，是否说明牛顿第二定律不适用于较小的力？
Q4：物体所受的合外力能够产生加速度，那么每一个分力能否产生加速度呢？如果有，那么这些加速度与物体实际运动的加速度有什么关系呢？
Q5：用手拉着Slinky的上端，自然下垂，松手之后Slinky的下端为什么没有立马下落？
合作探究，问题解决
第一组：问题一
第二组：问题二
第三组：问题三&典例1
第四组：问题四&典例2
第五组：问题五&典例3
第六组：典例4
第七组：针对训练
Q1：如何确定力的单位
当 k =1时， F = ma= 1 kg×1m/s2 = 1 kg·m/s2
把 1 kg·m/s2 叫做一个单位的力
1 N = 1 kg·m/s2
选用国际单位制时： F = ma
F=kma中k的取值是多少
定义式
决定式
Q2：与是否矛盾？
Q3：牛顿第二定律是否不适用于较小的力？
用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，是否说明牛顿第二定律不适用于较小的力？
F
F阻
F=ma
合外力
典例1（矢量性）一个物体质量为2kg，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10N的力撤去，其他力保持不变，则该物体将（ ）
A．沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2
B．沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2
C．沿该力的方向做匀加速直线运动
D．由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变
B
Q4：分力产生的加速度与实际运动的加速度有什么关系？
典例2 （独立性）某人质量为M，站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀加速运动，加速度大小为a，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．人受到竖直向上的支持力的作用，大小等于Mg
B．人受到水平向左的摩擦力的作用，大小等于Ma
C．人受到的合外力为零
D．人受到的合外力方向与加速度方向相同，大小等于Ma
D
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
典例3 （瞬时性）如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和2m，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为（取向下为正方向）（ ）
A．0，g B．-g，g
C．-2g，g D．2g，0
C
轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。
牛顿第二定律的理解 F=ma
因果性：只要物体所受合外力不为0，无论合力多么小，物体就获得加速度
矢量性：物体的加速度的方向总与物体所受合外力方向相同
瞬时性：物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在，同时变化，同时消失
同体性：F、m、a是对同一个物体而言
独立性：作用于物体的每一个力都会产生相应的加速度，其大小和方向与物体所受的其他外力无关。物体的加速度则是每个力所产生加速度的合加速度（矢量和）。
牛顿第二定律的应用
典例4 如图所示，质量为4 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5．物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
解析：选取物体为研究对象，对其受力分析如图所示．
在水平方向：F cos 37°-Ff=ma． ①
在竖直方向：FN+Fsin 37°=mg． ②
又因为Ff=μFN． ③
解①②③可得：a=0.5 m/s2．
牛顿第二定律的应用
针对训练 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
（2）求悬线对球的拉力大小．
解析：（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度相同．以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合力为F合=mgtan 37°．
由牛顿第二定律得小球的加速度为
，加速度方向水平向右．车厢的加速度与小球相同，车厢做的是向右的匀加速运动或向左的匀减速运动．
（2）由图可知，悬线对球的拉力大小为
代入数据解得F=12.5N．
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
（1）根据题意选取研究对象．
（2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出示意图．
（3）建立直角坐标系，分别求出两个方向的合力．
（4）根据牛顿第二定律列出方程，代入数值求解方程．
牛顿第二定律小结
牛顿第二定律
内容：物体的加速度与合外力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向一致
表达式：F=ma
理解：因果性，同体性，矢量性，瞬时性，独立性
应用
课后作业
步步高分层训练与测评P142~P143
4.3 牛顿第二定律
如果你是一名F1赛车设计师，要求赛车在起跑时获得较大的加速度，可以通过什么实现？
学习目标
1.掌握牛顿第二定律的文字表述和数学表达式；
2.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的；
3.理解并应用牛顿第二定律解决问题。
复习回顾
数据处理得：
实验结论：
当m一定时，a和F成正比
1、质量m一定，加速度a与力F的关系
复习回顾
2、力F一定，加速度a与质量m的关系
数据处理得：
m
实验结论：
当F一定时，a和m成反比
牛顿第二定律的内容
m
1
a
F一定时
a
F
m一定时
m
F
a
ma
F
kma
F
=
内容：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向一致。
合作探究，问题解决
Q1:取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是米每二次方秒（m/s2），根据上述牛顿第二定律中加速度与力、质量的关系，我们应该怎样确定力的单位？
Q3: 用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，是否说明牛顿第二定律不适用于较小的力？
Q4：物体所受的合外力能够产生加速度，那么每一个分力能否产生加速度呢？如果有，那么这些加速度与物体实际运动的加速度有什么关系呢？
Q5：用手拉着Slinky的上端，自然下垂，松手之后Slinky的下端为什么没有立马下落？
合作探究，问题解决
第一组：问题一
第二组：问题二
第三组：问题三&典例1
第四组：问题四&典例2
第五组：问题五&典例3
第六组：典例4
第七组：针对训练
Q1：如何确定力的单位
当 k =1时， F = ma= 1 kg×1m/s2 = 1 kg·m/s2
把 1 kg·m/s2 叫做一个单位的力
1 N = 1 kg·m/s2
选用国际单位制时： F = ma
F=kma中k的取值是多少
定义式
决定式
Q2：与是否矛盾？
Q3：牛顿第二定律是否不适用于较小的力？
用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，是否说明牛顿第二定律不适用于较小的力？
F
F阻
F=ma
合外力
典例1（矢量性）一个物体质量为2kg，在几个力作用下处于静止状态，现把一个大小为10N的力撤去，其他力保持不变，则该物体将（ ）
A．沿该力的方向开始做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2
B．沿该力的相反方向做匀加速运动，加速度的大小是5m/s2
C．沿该力的方向做匀加速直线运动
D．由于惯性，物体仍保持原来的静止状态不变
B
Q4：分力产生的加速度与实际运动的加速度有什么关系？
典例2 （独立性）某人质量为M，站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀加速运动，加速度大小为a，如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．人受到竖直向上的支持力的作用，大小等于Mg
B．人受到水平向左的摩擦力的作用，大小等于Ma
C．人受到的合外力为零
D．人受到的合外力方向与加速度方向相同，大小等于Ma
D
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
典例3 （瞬时性）如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和2m，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为（取向下为正方向）（ ）
A．0，g B．-g，g
C．-2g，g D．2g，0
C
轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。
牛顿第二定律的理解 F=ma
因果性：只要物体所受合外力不为0，无论合力多么小，物体就获得加速度
矢量性：物体的加速度的方向总与物体所受合外力方向相同
瞬时性：物体的加速度与物体所受合外力总是同时存在，同时变化，同时消失
同体性：F、m、a是对同一个物体而言
独立性：作用于物体的每一个力都会产生相应的加速度，其大小和方向与物体所受的其他外力无关。物体的加速度则是每个力所产生加速度的合加速度（矢量和）。
牛顿第二定律的应用
典例4 如图所示，质量为4 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5．物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
解析：选取物体为研究对象，对其受力分析如图所示．
在水平方向：F cos 37°-Ff=ma． ①
在竖直方向：FN+Fsin 37°=mg． ②
又因为Ff=μFN． ③
解①②③可得：a=0.5 m/s2．
牛顿第二定律的应用
针对训练 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
（2）求悬线对球的拉力大小．
解析：（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度相同．以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合力为F合=mgtan 37°．
由牛顿第二定律得小球的加速度为
，加速度方向水平向右．车厢的加速度与小球相同，车厢做的是向右的匀加速运动或向左的匀减速运动．
（2）由图可知，悬线对球的拉力大小为
代入数据解得F=12.5N．
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
（1）根据题意选取研究对象．
（2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出示意图．
（3）建立直角坐标系，分别求出两个方向的合力．
（4）根据牛顿第二定律列出方程，代入数值求解方程．
牛顿第二定律小结
牛顿第二定律
内容：物体的加速度与合外力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向一致
表达式：F=ma
理解：因果性，同体性，矢量性，瞬时性，独立性
应用
课后作业
步步高分层训练与测评P142~P143