【物理】44牛頓第二定律課件（粵教版必修1）1

1、第四章 力與運動第四節(jié) 牛頓第二定律1 1、什么是物體運動狀態(tài)的改變？其原因是、什么是物體運動狀態(tài)的改變？其原因是什么？什么？ 2 2、物體運動狀態(tài)改變除了與力有關(guān)，還與、物體運動狀態(tài)改變除了與力有關(guān)，還與哪些因素有關(guān)？哪些因素有關(guān)？復(fù)習(xí)思考：復(fù)習(xí)思考：？ 物體運動狀態(tài)的改變指的是物體的物體運動狀態(tài)的改變指的是物體的速度速度發(fā)生了變化；其原因是受到了發(fā)生了變化；其原因是受到了力力的作用的作用還與還與質(zhì)量質(zhì)量有關(guān)有關(guān)物體運動狀態(tài)發(fā)生改變物體運動狀態(tài)發(fā)生改變速度速度發(fā)生了改變發(fā)生了改變產(chǎn)生了產(chǎn)生了加速度加速度實質(zhì)實質(zhì)實質(zhì)實質(zhì)與與力力和和質(zhì)量質(zhì)量有關(guān)有關(guān)物體運動的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系究竟如何？物體

2、運動的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系究竟如何？下面我們通過實驗來研究物體的下面我們通過實驗來研究物體的質(zhì)量質(zhì)量、所受的、所受的力力與物體的與物體的加速度加速度的關(guān)系的關(guān)系.實驗采用實驗采用“控制變量法控制變量法”來研究：來研究：(1)保持物體的保持物體的質(zhì)量質(zhì)量(m)不變不變,改變改變物體所受的外物體所受的外力力(F),測量物體在不同外力作用下的測量物體在不同外力作用下的加速度加速度(a) (2)保持物體保持物體所受外力所受外力(F)不變不變,改變改變物體的物體的質(zhì)量質(zhì)量(m),測量相同外力作用下不同質(zhì)量物體的測量相同外力作用下不同質(zhì)量物體的加速度加速度(a) 在此基礎(chǔ)上在此基礎(chǔ)上,若若F、m都發(fā)生變

3、化的情況下都發(fā)生變化的情況下,總結(jié)出總結(jié)出a與與F、m 的關(guān)系。的關(guān)系?！翱刂谱兞糠椒刂谱兞糠椒ā笔且环N常用科研方法是一種常用科研方法.實驗裝置如圖：實驗裝置如圖：可加減砝碼改變小車可加減砝碼改變小車和砝碼的總質(zhì)量和砝碼的總質(zhì)量可加減鉤碼改變小車可加減鉤碼改變小車和砝碼所受的力和砝碼所受的力1、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)1、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間

4、 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.20.09820.980.491、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.20.09820.980.491、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.20.09820.980.490.20.19621.960.98實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：質(zhì)量一定，即質(zhì)量一定，即1、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力

5、與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.20.09820.980.490.20.19621.960.98實驗看到：實驗看到：質(zhì)量一定，加速度與力成正比，即質(zhì)量一定，加速度與力成正比，即a=kF2 21 12 21 12 21 1F FF FS SS Sa aa a2 21 12 21 1F FF Fa aa a2、質(zhì)量、質(zhì)量F一定一定，加速度，加速度a與與m的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)2、質(zhì)量、質(zhì)量F一定一定，加速度，

6、加速度a與與m的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.40.19643.920.2452、質(zhì)量、質(zhì)量F一定一定，加速度，加速度a與與m的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.40.19643.920.2452、質(zhì)量、質(zhì)量m一定一定，加速度，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.40.19643.920.2450.80.19641.9

7、60.12252、質(zhì)量、質(zhì)量F一定一定，加速度，加速度a與力與力m的關(guān)系的關(guān)系第二次第二次第一次第一次加速度加速度(m/s2)位移位移 (m)時間時間 (s)力力(N)質(zhì)量質(zhì)量(kg)0.40.243.920.2450.80.241.960.1225實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：所受外力一定，即所受外力一定，即實驗看到：實驗看到：所受外力一定，加速度與質(zhì)量成反比，即所受外力一定，加速度與質(zhì)量成反比，即1 12 21 12 22 21 1mmmmS SS Sa aa a1 12 22 21 1mmmma aa amka 1 1、牛頓第二定律的內(nèi)容、牛頓第二定律的內(nèi)容: :其數(shù)學(xué)表達式是：其數(shù)學(xué)表達式是：(

8、其中其中k為比例常數(shù)為比例常數(shù))牛頓第二定律牛頓第二定律物體的加速度跟物體的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物體的跟物體的質(zhì)量成反比質(zhì)量成反比加速度的方向加速度的方向跟引起這個加速度的跟引起這個加速度的力的方向相同力的方向相同 mFa或或F=Kma在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個單位就是根在國際單位制中，力的單位是牛頓。牛頓這個單位就是根據(jù)牛頓第二定律來定義的：使質(zhì)量是據(jù)牛頓第二定律來定義的：使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力為的加速度的力為1N，即，即1N=1kgm/s2?？梢姡绻梢?，如果F=Kma中中都用國際單位制中的單位，就可以使都用國際單位制中

9、的單位，就可以使k=1，那么公式則簡化為，那么公式則簡化為F=ma，這就是牛頓第二定律，這就是牛頓第二定律的數(shù)學(xué)公式。的數(shù)學(xué)公式。2、牛頓第二定律的推廣、牛頓第二定律的推廣當物體受到幾個力的作用時，牛頓第二定律也是正確的，當物體受到幾個力的作用時，牛頓第二定律也是正確的，不過這時不過這時F代表的是物體代表的是物體所受外力的合力所受外力的合力。牛頓第二定律。牛頓第二定律更一般的表述是：更一般的表述是：1 1、牛頓第二定律的內(nèi)容、牛頓第二定律的內(nèi)容: :其數(shù)學(xué)表達式是：其數(shù)學(xué)表達式是：牛頓第二定律牛頓第二定律物體的加速度跟物體的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物體的跟物體的質(zhì)量成反比質(zhì)量成

10、反比加速度的方向加速度的方向跟引起這個加速度的跟引起這個加速度的力的方向相同力的方向相同 F=ma物體的物體的加速度加速度跟所受的外力的跟所受的外力的合力成正比合力成正比，跟物體的跟物體的質(zhì)量成反比質(zhì)量成反比加速度的方向加速度的方向跟跟合外力的方向相同合外力的方向相同數(shù)學(xué)表達式是：數(shù)學(xué)表達式是：F合合=ma2、牛頓第二定律的推廣、牛頓第二定律的推廣1 1、牛頓第二定律的內(nèi)容、牛頓第二定律的內(nèi)容: :其數(shù)學(xué)表達式是：其數(shù)學(xué)表達式是：牛頓第二定律牛頓第二定律物體的加速度跟物體的加速度跟作用力成正比作用力成正比, ,跟物體的跟物體的質(zhì)量成反比質(zhì)量成反比加速度的方向加速度的方向跟引起這個加速度的跟引起

11、這個加速度的力的方向相同力的方向相同 F=ma物體的物體的加速度加速度跟所受的外力的跟所受的外力的合力成正比合力成正比，跟物體的跟物體的質(zhì)量成反比質(zhì)量成反比加速度的方向加速度的方向跟跟合外力的方向相同合外力的方向相同數(shù)學(xué)表達式是：數(shù)學(xué)表達式是：F合合=ma3、牛頓第二定律的理解、牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的理解應(yīng)注意四點：牛頓第二定律的理解應(yīng)注意四點：1 1、F F合合表示的是物體所受的表示的是物體所受的合外力合外力，而不是其，而不是其中的一個力或幾個力中的一個力或幾個力2、矢量性矢量性：3 3、瞬時性瞬時性： 即公式中的即公式中的F合合與與a都是矢量，且二者都是矢量，且二者方向相同方向相

12、同 即物體在某一時刻的加速度與該時即物體在某一時刻的加速度與該時刻的合外力相關(guān)。合外力刻的合外力相關(guān)。合外力恒定不變恒定不變，加速度，加速度也也恒定不變恒定不變；合外力；合外力隨時間變化隨時間變化，加速度也，加速度也隨時間變化隨時間變化；合外力在某時刻；合外力在某時刻停止作用停止作用，加，加速度也速度也隨即消失隨即消失4、同一性：同一性： F合合與與a均是對均是對同一研究對象同一研究對象， F合合中中的每一個力均應(yīng)是的每一個力均應(yīng)是同一研究對象所受的力同一研究對象所受的力應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例1 1、從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的、從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒?/p>

13、我們用力力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓提一個很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？第二定律有無矛盾？為什么？答：答：沒有矛盾，由公式?jīng)]有矛盾，由公式F合合=ma看，看，F(xiàn)合合為合為合外力，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加外力，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，這個力應(yīng)是合外力?，F(xiàn)用力提一很重速度，這個力應(yīng)是合外力?，F(xiàn)用力提一很重的物體時，物體仍靜止，說明合外力為零。的物體時，物體仍靜止，說明合外力為零。由受力分析可知由受力分析可知F+N-mg=0。分析及解答分析及解答例例2 2、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）

14、A A物體所受合外力越大，加速度越大。物體所受合外力越大，加速度越大。B B物體所受合外力越大，速度越大。物體所受合外力越大，速度越大。C C物體在外力作用下做勻加速直線運動，當物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。D D物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例2 2、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A A物體所受合外力越大，加速度越大。物體所受合外力越大，加速度越大。B B物體所受合外力越大，速度越大。物體所受合外力越大，速度越大。C C物體在外力作用下做

15、勻加速直線運動，當物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。D D物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體根據(jù)牛頓第二定律，物體受的合外力決定了物體的加速度。而加速度大小和速度大小無關(guān)。所以，的加速度。而加速度大小和速度大小無關(guān)。所以，B說法錯誤。說法錯誤。例例2 2、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A A物體所受合外力越大，加速度越大。物體所受合外力越大，加速度越大。B B物體所受合外力越大，速度越大。物體所受合外力越大，速度越大。C C

16、物體在外力作用下做勻加速直線運動，當物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。D D物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一物體做勻加速運動說明加速度方向與速度方向一致。當合外力減小但方向不變時，加速度減小但致。當合外力減小但方向不變時，加速度減小但方向也不變，所以物體仍然做加速運動，速度增方向也不變，所以物體仍然做加速運動，速度增加。加。C說法錯誤。說法錯誤。例例2 2、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A A物體所受合外力越大，加速度越大。物體所受合外力越大，加速度越大。B B物體所受合外力越大，速度越大。物體所受合外力越大，速度越大。C C物體在外力作用下做勻加速直線運動，當物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。D D物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 加速度是矢量，其方向與合外力方向一致。加速加速度是矢量，其方向與合外力方向一致。加速度大小不變，若方向發(fā)生變化時，合外力方向必度