牛顿第二定律 高一上学期物理教科版（2019）必修第一册.pptxVIP

第四章运动和力的关系

第3节牛顿第二定律

【学习目标】

1、能准确表述牛顿第二定律的内容。

2、理解牛顿第二定律

3、会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题。

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他改变这种状态

1.力是物体运动状态改变的原因

2.质量越大，惯性越大，物体的运动状态越难改变

加速度

加速度

加速度与力、质量有关

1.空载卡车与满载卡车在相同动力下哪个起动更快？

初步结论：m越大启动越慢，a越.

2.家用汽车与赛车在质量相近时哪个起动更快？

初步结论：F越大启动越快，a越.

定性分析：加速度与力、质量的关系

小

大

m一定时，a∝F

F一定时，a∝1/m

实验结论

质量一定时，加速度a与合外力成正比

合外力一定时，加速度a与质量成反比

多次类似的实验结果

到此为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。

每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。

牛顿第二定律

科学前辈们在根据有限的实验事实宣布某个定律时，既需要谨慎，也需要勇气

《自然哲学的数学原理》，1687

大量的实验和观察到的事实的基础上提出

一、牛顿第二定律内容

牛顿第二定律的文字表述

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。

m一定：a∝F

F∝ma

F=kma

k为比例系数

牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者的数量关系，还明确了加速度和力的方向关系。

k为比例常数

如果规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所用的力为1kg·m/s2

则

1N=1kg·m/s2

后人为了纪念牛顿将kg·m/s2称为牛顿，简称牛，用符号N表示。

一、牛顿第二定律

二、对牛顿第二定律的理解

1.对表达式F＝ma的理解：

(1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。

(2)F的含义：指的是物体所受的合力。

(3)“＝”的含义：不仅表示左右两边数值相等，也表示方向相同，即物体加速度的方向与它所受合力的方向相同。

F合=ma

因果性：

矢量性：

瞬时性：

F合→a

a与F合同向

a与F合瞬时对应

二、牛顿第二定律的理解

同体性：F合、m、a是对于同一个物体

每一个力都产生加速度，实际加速度是矢量和。

独立性：

来自蚂蚁的困惑：

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，可是蚂蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，这和牛顿第二定律是不是矛盾？

F＝ma，

加速度去哪了？

这里的F指的是合力

三、牛顿第二定律的应用

思考与讨论

3.加速度两种表达式的比较

大小

方向

与v、∆v大小无关

由∆v/∆t决定

与F合成正比

与m成反比

与∆v方向一致

与F合方向一致

二、对牛顿第二定律的理解

科学漫步：用动力学方法测质量

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

三、牛顿第二定律的应用

三、牛顿第二定律应用：太空测质量

问题1：为什么F1赛车质量小？

问题2：F1的百公里加速约2秒

特斯拉百公里加速6.9秒

F=ma

在同样的力的作用下：

m越小，a越大，运动状态越易改变

m越大，a越小，运动状态越难改变

比较两个公式：

决定式

定义式

质量和受到的合外力共同决定了物体的加速度。

物体的加速度与运动时间和速度变化无关。

定义式

课堂小结

牛顿第二定律

表达式

力的单位

深化理解

应用步骤

F=kma

“1牛顿”的定义、k=1

因果性、同体性、矢量性、同时性、独立性、局限性

牛顿第二定律的简单应用

例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100km/h时取消动力，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。

例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100km/h时取消动力，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。

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测定列车的加速度。在某次测定中