4.3牛顿第二定律 课件(共24张PPT)高一上学期物理 粤教版（2019） 必修第一册

(共24张PPT)
第三节 牛顿第二定律
第四章 牛顿运动定律
400m直道加速赛
请大家根据生活经验，思考摩托车为什么会赢？
回顾“探究加速度与力、质量关系”实验结论：
在质量一定时，物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，即：a∝F；
在作用力一定时，物体加速度的大小跟它的质量成反比，即：a∝1/m。
根据实验所得到的规律，结合我们的生活经验，你觉得加速度与力和质量之间，可能有着什么样的规律呢？
我们要如何证明这一规律对于任何物体都适用呢？
1、内容：
一、牛顿第二定律
物体加速度的大小跟受到的作用力成正比，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：
a∝F；
a∝1/m。
a∝F/m 或 F∝ma。
F = kma 。
k为比例系数
注：牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者间的关系，还明确了加速度的方向与作用力的方向是一致的。
通过对牛顿第二定律的认识，无论怎样小的力，都可以使物体产生加速度。可是，我们用很小的力提一个很重的箱子，却提不动。这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？
实际物体所受的力往往不止一个，牛顿第二定律中的F指的是物体所受的合力。
G
F
N
二、力的单位
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”
当k=1时，m=1kg的物体在某力作用下获得1m/s2的加速度时，这个力F=ma=1kg·m/s2。
力的单位：千克米每二次方秒（kg·m/s2）
1N = 1kg·m/s2
后人为了纪念牛顿的贡献，把这一单位称为“牛顿”，用符号N表示。
二、力的单位
当力、质量、加速度的单位分别为N、g、cm/s2时，在F=kma的表达式中，系数k等于多少呢
k=1×105
当力、质量、加速度的单位分别为N、kg、m/s2时，在F=kma的表达式中，系数k=1，牛顿第二定律表达式为：F=ma 或 a=F/m
在应用牛顿第二定律时，要想让表达式为F=ma，那我们应该注意些什么呢
牛顿第二定律对牛顿第一定律的解释
根据 a=F/m，在相同的作用力下:
质量越大的物体，加速度越小，物体的运动状态越难以改变，
质量越小的物体，加速度越大，物体的运动状态越容易改变，
这恰好说明了：在确定作用力下，质量决定了物体运动状态改变的难易程度，因此，质量是物体惯性大小的量度。
三、牛顿第二定律正交分解表述
当物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法求物体所受的合力，故牛顿第二定律也可写成正交分解的形式：
表达式：
Fx=Fx1+Fx2+Fx3+……=max
Fy=Fy1+Fy2+Fy3+……=may
ax、ay是加速度a分别在x轴、y轴的分量
1、应用牛顿第二定律解题的一般步骤
牛顿第二定律的应用
2、解题方法
（1）矢量合成法
若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求出这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度大小，加速度的方向就是物体所受合外力的方向，或先求出每个分力产生的加速度，再用平行四边形定则求合加速度。
牛顿第二定律的应用
2、解题方法
(2)正交分解法
当物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法求物体所受的合力。
牛顿第二定律的应用
表达式：
Fx=Fx1+Fx2+Fx3+……=max
Fy=Fy1+Fy2+Fy3+……=may
ax、ay是加速度a分别在x轴、y轴的分量
例1：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发测试，当速度达到100km/h时，汽车取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？
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)
解：以汽车为研究对象。取消动力后，汽车做匀减速直线运动。初速度v0=100 km/h=27.8 m/s，末速度为0，滑行时间t=70 s。
例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。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。
思考与讨论
我们可以通过 a=△v/△t 求加速度，也可用牛顿第二定律 a=F/m 求加速度，这两个表达式有何不同
—— 加速度的定义式
—— 加速度的决定式
课堂小结
因果性
矢量性
同体性
瞬时性
F＝ma
力是产生加速度的原因
a的方向由F合方向决定，且总与合外力的方向相同。
a与F合同时产生，同时变化，同时消失。
F、m、a都是对同一物体的而言的。
作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。
独立性
1、光滑的水平地面上，用300N水平力拖动一质量为60kg的物体时，物体的加速度为（　　 ）A．3m/s2 B．5m/s2 C．7m/ s2 D．9m/ s2
B
2、牛顿运动定律适用于（　　 ）A．一切运动的物体B．宏观物体远小于光速的运动C．微观粒子稍小于光速的运动D．宏观物体稍小于光速的运动
B
练习
3、下列说法中正确的是 ( )A．物体所受合外力为零时,物体的速度必为零B．物体所受合外力越大,则加速度越大,速度也越大C．物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致D．物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同
D
4、一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不可能为（ ）A．1m/s2 B．2m/s2 C．3m/s2 D．4m/s2
A
练习