人教版物理必修1第四章 牛顿运动定律3 牛顿第二定律 （课件 共20张PPT）

(共20张PPT)
第四章 牛顿运动定律
牛顿第二运动定律
1. 速度是描述物体运动状态的物理量；加速度是描述物体运动状态变化快慢的物理量。
3. 加速度的大小与物体受力大小有关。加速度的大小与物体的质量大小有关。
2. 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。即力是产生加速度的原因。
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法



加速度与力的关系









加速度与质量的关系



a ∝ F
a ∝
复习与回顾
牛顿第二定律
内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同
F合 ＝ kma
合外力
质量
加速度
k 是多少呢？


把能够使质量是1 kg的物体产生1m/s2 的加速度的这么大的力定义为1 N，即
1牛=1千克 · 米/秒2
k = 1

1.矢量性:
即公式中的F合与a都是矢量，且二者方向相同。
2.瞬时性:a与F总是同生同灭同变化
3.独立性：
作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关;而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和，F应为物体受到的合外力。
4.同一性：
F合与a均是对同一研究对象而言，F合中的每一个力均应是同一研究对象所受的力。



对牛顿第二定律的理解:





F
如图所示，质量为M的小车至于光滑水平面上，如果受到向右水平力的作用。

讨论一：
（1）向右的水平力F产生的加速度方向向哪里？
（2）当向右的水平力F改为向左时产生的加速度方向向哪里？
由此可以有什么结论？





F
讨论二：结合上面例子，讨论下面问题：
（1）物体受拉力F前做什么运动？
（2）物体受到拉力作用后做什么运动？
（3）撤去拉力后物体做什么运动？
由此得出什么结论？






F




F

f
讨论三：在上例中如果水平面不光滑，物体向右加速运动：
（1）水平方向受哪些力的作用？
（2）这些力会产生加速度吗？
（3）这些力可以合成吗？加速度呢？合力和合加速度有何关系？
由此可以得出什么结论？

物体实际的加速度a就是每个力的加速度的矢量和

1、放在光滑水平面上的物体，在水平拉力作用下由静止开始运动，如果力F逐渐减小到0，物体的加速度将 （ ），速度将（ ）当力F减到0时，加速度为( )速度达到（ ）
竖直上抛物体到达最高点，速度为（ ）加速度为（ ）
针对训练
逐渐减小到0
逐渐增大
0
最大
0
g

汽车减速时受力情况
解：(1)设汽车运动方向为正方向,关闭发动机后,汽车水平受力如右图
70s后汽车的加速度
有牛顿第二定律得汽车受到的阻力为:
负号表示与运动方向相反





G

FN

F阻
课本例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？
解：(2)重新启动后：汽车水平受力如右图





F阻

F

FN

G
汽车重新加速时的受力情况
有牛顿第二定律得汽车的加速度
加速度方向与汽车运动方向相同
课本例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
正交分解法





平行四边形法





课本例2
一个物体，质量是2㎏，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多少？
F1
F2


0



F



x
y






0
F1
F2


有没有其他方法？

0
F1

F2


a2
a1




a
解法1：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 ）m/s2= 5 m/s2

加速度的方向和合力方向相同。



F合
F2
F1


光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，受到互成120o角的两个水平方向的力F1和F2的作用。两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多少？
课本例2

由牛顿第二定律得
加速度的方向与合力的方向相同
解法2：建立如图直角坐标系



x
y






0
F1
F2


课本例2
解：对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系，将力F分解。物体匀速
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，由F=μN可得：
μ=f/N=80N/460N=4/23











N
f
G
y
x
例题三

例3、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。
若用此力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

F
( 2)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











N
F
G

x
y
例题三
例4、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。
若用此力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

f
用牛顿第二定律解题的一般步骤：
1、确定研究对象 是哪个物体
2、对这个物体进行受力分析
3、建立直角坐标系、规定正方向、求合力F合
4、统一单位
5、根据牛顿第二定律列方程。
6、注意解题的规范化

课堂练习
1、在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做（ ）
A.匀减速运动
B.匀加速运动
C.速度逐渐减小的变加速运动
D.速度逐渐增大的变加速运动

D
2、关于速度、加速度、合外力的关系下列说法正确的是（ ）
A.物体的速度越大则加速度越大，所受合外力也越大
B.物体的速度为零则加速度为零，所受合外力也为零
C.物体的速度为零而加速度可能很大，所受合外力也
可能很大;
D.物体的速度很大而加速度可能为零，所受合外力也
可能为零。
课堂练习

CD
3、F合和a的瞬时对应和因果对应关系正确的是( )
A.只有物体受到力的作用，物体才具有加速度
B.力恒定不变，加速度也恒定不变
C.力随着时间改变，加速度也随着时间改变
D.力停止作用，加速度也随即消失
课堂练习

ABCD