3.3 牛顿第二定律课件22张PPT

3.3 牛顿第二定律
高中物理·必修1·教科版
第三章 牛顿运动定律
核心问题：回顾实验结果，
探究牛顿第二定律及其应用
一、影响加速度的因素：
一定， 越大， 越大
一定， 越大， 越小
结论1：
结论2：
实验结论：
力和加速度都是矢量，大量的实验表明，加速度的方向与合外力的方向是一致的。
且物体所获得的加速度大小仅与物体所受的合外力及其质量有关
牛顿第二定律:
（2）数学表达式：
F=kma
当各物理量均选国际单位时，k=1
(3)1N定义：使质量是1kg的物体产生1m/s2加速度的力
叫做1N。即：1N=1kg·m/s2
F=ma
物体加速度的大小跟受到的作用力（合力）成正比，跟它的质量成反比;加速度的方向跟作用力(合力)的方向相同.
力学单位制
１.基本物理量：长度、质量、时间
２.基本单位：米、千克、秒
３.其余所有力学单位均为导出单位。如牛顿、米/秒等等。
加深理解
一、“四性”
①同体性：
是指F合、m和a都是对于“同一个物体”而言，解题时确定研究对象和准确的受力分析是关键。
②矢量性：
物体加速度a的方向与物体所受合外力F合的方向始终相同。
③瞬时性：
牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同步变化。
④独立性：F为一个力时，a即为其加速度。
F为合力时，a对应的是合加速度
分力和加速度的各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：Fx=max, Fy=may
二、适用范围：
1、定义式a=△v/△t ,反映的是速度变化快慢的物理量，速度变化量△v的大小由加速度a和时间△t决定。
2、由牛顿第二定律可知a=F/m，加速度a由物体所受合外力F和质量m决定；
三、a的定义式和决定式：
1、牛顿第二定律只适用于惯性参考系，惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系；
2、牛顿第二定律只适用于宏观（相对于分子、原子）、低速（远小于光速）运动的物体。
1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是：( )
A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比；
B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；
C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；
D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
CD
跟 踪 练 习
2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是：
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
D、在国际单位制中，k的数值一定等于1
CD
3、关于运动和力，正确的说法是( )
A、物体速度为零时，合外力一定为零
B、物体作曲线运动，合外力一定是变力
C、物体作直线运动，合外力一定是恒力
D、物体作匀速运动，合外力一定为零
D
4、静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( )
A.物体同时获得速度和加速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零
C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度都仍为零
B
质量为8?103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.45?104牛，所受阻力为2.5 ?103牛．
求：汽车前进时的加速度．
解题步骤：
１．研究对象：
汽车.
２．受力分析．
３．建立坐标系．
４．由F合＝ma列方程．
５．解得：a.
例 题
解:对 受力分析如图.
建立如图所示坐标系.
由牛顿第二定律得:
解得:
解题格式：
F-f=ma
N
G
F
f
汽车
a=1.5 m/s2
例：质量为8?103千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，
汽车的牵引力为1.45?104牛，所受阻力为2.5 ?103牛．
求：汽车前进时的加速度．
例3、一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，此外没有其它的力。这个物体产生的加速度是多大？
解：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
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）
3、解：对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系，将力F分解。
由物体匀速有：
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，则由F=μN可得：
μ=f/N=80N/460N=4/23
( 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
F
F1
G
F2
x
y
N
f

F

F1
F2
G
y
x
　　如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为Ｆ，
方向与水平方向成?角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线
运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为?，求：木块的加
速度．
Ｆ
?
v
练　习：
Ｆ
?
解：对木块，受力分析如图．
建立如图所示坐标系．
由牛顿第二定律得：
解得：
G
N
f
x
y
　　如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为Ｆ，
方向与水平方向成?角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线
运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为?，求：木块的加
速度．
练　习：
点检测题：
一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所
受阻力为车重的0.01倍．列车由静止开始做匀加速直线运动，
速度变为180 km/h需多长时间？此过程中前进了多远距离？(g
取10 m/s2)
同学们
再见！