3.3 牛顿第二定律课件22张PPT

牛顿第二定律
学习目标
1、能准确表述牛顿第二定律的内容；
2、理解1N的定义和牛顿第二定律数学关系式F=kma中k的取值；
3、知道牛顿第二定律是针对质点而言，理解公式中各物理量的含义；
4、能运用牛顿第二定律分析和处理有关问题，体会牛顿第二定律在认识自然过程中的有效性和价值。
明确目标、重点
回顾
a ∝ F
正比于
a ∝
m
1
a ∝
m
F
文字表述：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。(方向)
F ∝ma
F ＝k ma
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 ＝ m a
外力
质量
加速度
k 为比例系数，能是多少呢？
K
F ＝ma
a 的方向与F 的方向一定相同
F、m、a 是对于同一个物体而言的
F 和a 时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化
每个力各自独立地使物体产生一个加速度
同向性
瞬时性
独立性
外力
质量
加速度
同体性
F=ma的深度理解
牛顿第二定律
从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？
没有矛盾。公式中F=ma中的F指的是物体受的合力。用力提很重的物体，物体受力如图，由于F＜G（箱子很重），使得物体所受的合力为零，故物体的加速度为0，从而使物体保持不动。
G
F
FN
例1. 关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（ ）
A、无论怎样小的力都可以使物体产生加速度
B、一个较小的力提一个很重的物体，提不动，说明牛顿第二定律不成立
C、物体的加速度都是指物体所受合外力的加速度
D、物体受多个力时，每一个力都能使物体产生一个加速度
ACD
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，与物体的加速度成正比；
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
说一说
质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？
如果物体只受重力G=mg的作用，则由牛顿第二定律知物体的加速度为：
即重力是使物体产生重力加速度g的原因，各地的g值略有差异，通常取g=9.8m/s2。
力的单位
思考1、1N是怎样定义的？
使质量是1Kg的物体产生1m/s2的加速度的力的大小定义为1N，这个力可以叫做“一个单位的力”。
思考2、这样定义力的好处是什么？
这样k值取1，使公式更加简化
思考3、如图，在光滑的水平面上物体受一大小不变、方向向右的力F1的作用，则物体的加速度方向如何？一段时间后，力大小不变，方向改为向左。这时物体的加速度方向如何？速度方向如何？
加速度的方向总是与力的方向是一致的
例2. 在牛顿第二定律公式F＝kma中，比例系数k的数值（　　）
Ａ．在任何情况下都是等于１
Ｂ．是由质量、加速度和力的大小所决定的
Ｃ．是由质量、加速度和力的单位所决定的
Ｄ．在国际单位制中，一定等于１
CD
例3. 一个物体受到F1=4N的力，产生a1=2m/s2的加速度，要使它产生a2=6m/s2的加速度，需要施加多大的力？
解：由F1=ma1，m=F1/a1=2Kg
所以F2=ma2=12N
汽车的受力情况
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。
F阻
F
FN
G
课本例1
汽车减速时受力情况
G
FN
F阻
解：沿汽车运动的方向建立坐标轴。
X
减速阶段：
—
汽车重新加速时的受力情况
课本例1
F阻
F
FN
G
X
加速阶段：
正交分解法
平行四边形法
课本例2
光滑水平桌面上有一个物体，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。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
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1、确定研究对象。
2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图和运动状态图。
3、建立坐标系，找出合力。
对结果进行分析讨论
4、选取正方向，根据牛顿运动定律
和运动学规律建立方程并求解。
例5. 在质量为M的气球下面吊一质量为m的物体匀速上升。某时刻悬挂物体的绳子断了，若空气阻力不计、物体所受的浮力大小不计，求气球上升时的加速度。
A组
1、下列说法正确的是：（ ）
A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度
B、合力恒定不变，加速度恒定不变；合力改变，加速度也随之改变。在某一时刻力停止作用，加速度也随即消失。
C、几个物体，在受到相同力的同时，如果某物体速度变化较慢，说明它的惯性较小
D、几个物体，在速度变化快慢相同时，如果物体所需作用力较大，说明它的惯性较大
2、力F作用于物体甲产生的加速度为a1,此力作用于物体乙产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体结合在一起，仍受此力的作用，则产生的加速度是
___________．
F=ma的深度理解
ABD
a1a2 / (a1+a2)
思考：牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？
牛顿第一定律说明物体的运动不需要力维持，物体具有惯性，改变运动状态才需要力。牛二是在牛一的基础上建立的，如果不知道物体在不受力的情况下是怎样运动的，要研究物体在受力的情况下的运动是不可能的。所以牛一是研究力学的出发点，不能用牛二代替，不是牛二的特例。
小结
一、牛顿第二定律内容及表达式
二、对牛顿第二定律的理解：
同体性、瞬时性、矢量性、独立性
三、运用牛顿第二定律解题