物理人教版（2019）必修第一册4.3牛顿第二定律（共40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40张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 9.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-27 21:54:57 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
牛顿第二定律
1.理解牛顿第二定律的内容和公式
2.知道国际单位制中力的单位“牛顿” 的定义
3.会用牛顿第二定律的公式进行受力分析和加速度的计算
学习目标
通过上节课的实验，我们能得出什么结论？
任务1 初步认识F、m、a之间的关系
用数学式子表示就是：a∝F
（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。
（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。
用数学式子表示就是：a ∝1/m
任务1 初步认识F、m、a之间的关系
思考讨论：小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。那么，对于任何物体都是这样的吗？
甲：猜想中的a-F图像
乙：根据实际数据作出的a-F图像
任务2 牛顿第二定律的表达式
大量的实验和观察到的事实都可以得出：物体的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。
任务2 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。
2、牛顿第二定律可表述为：
a∝
其中k是比例系数
也可以写成等式： F＝kma
1、牛顿第二定律的内容
任务2 牛顿第二定律的表达式
思考与讨论：取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是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？
F ＝kma
任务2 牛顿第二定律的表达式
1kg·m/s2 =F＝kma＝k·1kg·1m/s2
我们规定“一个单位”的力为 F=1kg·m/s2 ，则k＝1，那么力F的单位就是千克米每二次方秒（kg·m/s2 ）
F ＝ma
任务3 力的单位
后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示，简称“牛”
牛顿
力 F的单位： kg·m/s2
读作：千克米每二次方秒
1N 就是使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力
任务3 力的单位
1N＝1kg·m/s2
1、牛顿第二定律的内容
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。
2、牛顿第二定律表达式：
F＝ma
任务4 对牛顿第二定律的理解
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。
任务4 对牛顿第二定律的理解
F与a成正比
因果性
力是产生加速度的原因
质量与加速度成反比
放着
为什么没有加速度？
F＝ma
合外力
F合＝ma
任务4 对牛顿第二定律的理解
F
（1）一个物体静止在光滑水平面上，施加一个向右的恒力F1，物体将做什么运动？物体加速度a1的方向如何？
矢量性
任务4 对牛顿第二定律的理解
F ＝ma
（2）有一小球悬空静止，此时小球的有没有加速度？
任务4 对牛顿第二定律的理解
瞬时性
F ＝ma
（3）剪断细绳前，小球受几个力？
任务4 对牛顿第二定律的理解
独立性
F ＝ma
重力有没有产生加速度 g
力的独立性原理：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫作力的独立性原理。
任务4 对牛顿第二定律的理解
总结
①因果性：力是产生加速度的原因
②矢量性：a与F 的方向总是相同
③瞬时性：a与F总是同生同灭同变化
④独立性：各个力都会产生加速度，物体的实际加速度
为合加速度
理解牛顿第二定律
牛顿运动定律的适应范围：是对宏观、低速物体。
【课堂反馈1】下列对牛顿第二定律的理解正确的是( )
A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比
B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C．加速度的方向与合外力的方向一致
D．当外力停止作用时，加速度随之消失
CD
m决定于物体本身
力是产生加速度的原因，但是没有加速度时，也可受力 （F合=0）
矢量性
瞬时性
由牛顿第二定律说一说为什么描述物体惯性的物理量是质量？
由牛顿第二定律：F＝ma可知在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。
思考
分析：如图，取消动力后，对汽车受力分析
v
F阻
x
o
例题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100 km/h时取消动力，汽车受到阻力是 440 N，汽车的加速度是多少？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。
小试牛刀
解： 以汽车为研究对象。设汽车运动方向为正方向，取消动力后，汽车做匀减速直线运动,汽车受力如图.根据牛顿第二定律得
F阻
v
G
FN
故取消动力后汽车加速度大小是 0.4 m/s2，方向与运动方向相反。
小试牛刀
如右图，重新起步后，汽车所受的合力为
F合＝2000N－440N＝1560N
由牛顿第二定律可以得到汽车的加速度
重新起步产生的加速度是1.42m/s2，方向与运动方向相同。
F阻
v
G
FN
F牵引
应用牛顿第二定律解题的一般步骤：
1、确定研究对象。
2、分析研究对象的受力情况，画出受力图。
3、建立直角坐标系，求出合力。
4、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
θ
例题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确定列车的加速度如图所示。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。
小试牛刀
分析：列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，那么小球的加速度与列车的加速度相同
小试牛刀
FT
G
O
F
θ
解：方法1：选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力FT，如图所示。
FT与mg的合力方向水平向右，
根据牛顿第二定律可得
小球的加速度
小试牛刀
G
O
y
x
θ
Fx
Fy
FT
方法2：如图对小球受力分析，将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。
根据平衡条件
竖直方向有：Fy－mg＝0
即 FTcosθ＝mg （1）
小试牛刀
在水平方向有：
Fx＝FTsinθ
FTsinθ＝ma（2）
（1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为
a＝gtanθ
列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。
小试牛刀
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
科学漫步
用动力学方法测质量
课堂小结
课堂练习
1、（2019 上海）在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的——————，根据———————————得出宇航员的质量。
加速度
牛顿第二定律
2、光滑水平面上的一个物体，质量为2kg，处于静止状态。当它受到一个水平恒力作用后，在头2.0s内移动了8m。那么，该物体受水平力作用之后的加速度大小为————m/s2，所受的水平恒力大小为————N。
4
8
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
作业布置
课后练习和同步练习
牛顿第二定律
1.理解牛顿第二定律的内容和公式
2.知道国际单位制中力的单位“牛顿” 的定义
3.会用牛顿第二定律的公式进行受力分析和加速度的计算
学习目标
通过上节课的实验，我们能得出什么结论？
任务1 初步认识F、m、a之间的关系
用数学式子表示就是：a∝F
（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。
（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。
用数学式子表示就是：a ∝1/m
任务1 初步认识F、m、a之间的关系
思考讨论：小车的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。那么，对于任何物体都是这样的吗？
甲：猜想中的a-F图像
乙：根据实际数据作出的a-F图像
任务2 牛顿第二定律的表达式
大量的实验和观察到的事实都可以得出：物体的加速度a与它所受的作用力F成正比，与它的质量m成反比。
任务2 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。
2、牛顿第二定律可表述为：
a∝
其中k是比例系数
也可以写成等式： F＝kma
1、牛顿第二定律的内容
任务2 牛顿第二定律的表达式
思考与讨论：取质量的单位是千克（kg），加速度的单位是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？
F ＝kma
任务2 牛顿第二定律的表达式
1kg·m/s2 =F＝kma＝k·1kg·1m/s2
我们规定“一个单位”的力为 F=1kg·m/s2 ，则k＝1，那么力F的单位就是千克米每二次方秒（kg·m/s2 ）
F ＝ma
任务3 力的单位
后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示，简称“牛”
牛顿
力 F的单位： kg·m/s2
读作：千克米每二次方秒
1N 就是使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力
任务3 力的单位
1N＝1kg·m/s2
1、牛顿第二定律的内容
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。
2、牛顿第二定律表达式：
F＝ma
任务4 对牛顿第二定律的理解
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。
任务4 对牛顿第二定律的理解
F与a成正比
因果性
力是产生加速度的原因
质量与加速度成反比
放着
为什么没有加速度？
F＝ma
合外力
F合＝ma
任务4 对牛顿第二定律的理解
F
（1）一个物体静止在光滑水平面上，施加一个向右的恒力F1，物体将做什么运动？物体加速度a1的方向如何？
矢量性
任务4 对牛顿第二定律的理解
F ＝ma
（2）有一小球悬空静止，此时小球的有没有加速度？
任务4 对牛顿第二定律的理解
瞬时性
F ＝ma
（3）剪断细绳前，小球受几个力？
任务4 对牛顿第二定律的理解
独立性
F ＝ma
重力有没有产生加速度 g
力的独立性原理：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫作力的独立性原理。
任务4 对牛顿第二定律的理解
总结
①因果性：力是产生加速度的原因
②矢量性：a与F 的方向总是相同
③瞬时性：a与F总是同生同灭同变化
④独立性：各个力都会产生加速度，物体的实际加速度
为合加速度
理解牛顿第二定律
牛顿运动定律的适应范围：是对宏观、低速物体。
【课堂反馈1】下列对牛顿第二定律的理解正确的是( )
A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比
B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C．加速度的方向与合外力的方向一致
D．当外力停止作用时，加速度随之消失
CD
m决定于物体本身
力是产生加速度的原因，但是没有加速度时，也可受力 （F合=0）
矢量性
瞬时性
由牛顿第二定律说一说为什么描述物体惯性的物理量是质量？
由牛顿第二定律：F＝ma可知在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。
思考
分析：如图，取消动力后，对汽车受力分析
v
F阻
x
o
例题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100 km/h时取消动力，汽车受到阻力是 440 N，汽车的加速度是多少？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。
小试牛刀
解： 以汽车为研究对象。设汽车运动方向为正方向，取消动力后，汽车做匀减速直线运动,汽车受力如图.根据牛顿第二定律得
F阻
v
G
FN
故取消动力后汽车加速度大小是 0.4 m/s2，方向与运动方向相反。
小试牛刀
如右图，重新起步后，汽车所受的合力为
F合＝2000N－440N＝1560N
由牛顿第二定律可以得到汽车的加速度
重新起步产生的加速度是1.42m/s2，方向与运动方向相同。
F阻
v
G
FN
F牵引
应用牛顿第二定律解题的一般步骤：
1、确定研究对象。
2、分析研究对象的受力情况，画出受力图。
3、建立直角坐标系，求出合力。
4、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。
θ
例题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确定列车的加速度如图所示。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。
小试牛刀
分析：列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，那么小球的加速度与列车的加速度相同
小试牛刀
FT
G
O
F
θ
解：方法1：选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力FT，如图所示。
FT与mg的合力方向水平向右，
根据牛顿第二定律可得
小球的加速度
小试牛刀
G
O
y
x
θ
Fx
Fy
FT
方法2：如图对小球受力分析，将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。
根据平衡条件
竖直方向有：Fy－mg＝0
即 FTcosθ＝mg （1）
小试牛刀
在水平方向有：
Fx＝FTsinθ
FTsinθ＝ma（2）
（1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为
a＝gtanθ
列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。
小试牛刀
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
科学漫步
用动力学方法测质量
课堂小结
课堂练习
1、（2019 上海）在太空中测宇航员质量，测量仪器提供拉力、并测出宇航员的——————，根据———————————得出宇航员的质量。
加速度
牛顿第二定律
2、光滑水平面上的一个物体，质量为2kg，处于静止状态。当它受到一个水平恒力作用后，在头2.0s内移动了8m。那么，该物体受水平力作用之后的加速度大小为————m/s2，所受的水平恒力大小为————N。
4
8
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
作业布置
课后练习和同步练习