高中物理人教必修一4.3 牛頓第二定律課件

1、4.3牛頓第二定律 賽車質(zhì)量小、動力大，容易在短時間內(nèi)獲得較大的速度，也就是說，賽車的加速度大。 物體的加速度a與它所受的作用力F以及自身的質(zhì)量m之間存在什么樣的定量關(guān)系呢？通過上節(jié)的探究實驗，你找到了嗎？F 上節(jié)課的實驗結(jié)果表明，小車的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質(zhì)量m成反比。那么，對于任何物體都是這樣的嗎？ 如果我們多做幾次類似的實驗，每次實驗的點都可以擬合成直線，而這些直線與坐標(biāo)軸的交點又都十分接近原點，那么，實際規(guī)律很可能就是這樣的。一、牛頓第二定律 物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。F合=kmak是比例系數(shù)，沒有單位。 取

2、質(zhì)量的單位是千克（kg），加速度的單位是米每二次方妙（m/s2），根據(jù)上述牛頓第二定律加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，我們應(yīng)該怎樣確定力的單位？F合=kma 由于k是比例系數(shù)，沒有單位。所以力F的單位取決于質(zhì)量m和加速度a。F合=kg.m/s2牛頓N二、力的單位 在質(zhì)量的單位去千克（kg），加速度的單位取米每二次方秒（m/s2），力的單位去牛頓（N）F合 ma F指的是物體所受的合力m為物體的質(zhì)量a是物體的加速度，注意方向矢量關(guān)系：加速度的方向與合力的方向相同同體關(guān)系：F、m、a各量必須對應(yīng)同一個物體瞬時關(guān)系:a與F同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。作用力突變，a的大小方向隨著改變，是瞬時的對應(yīng)關(guān)系；有力

3、即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度與力一樣，可以突變，而速度是無法突變的。例題1：某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達到100km/h的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。 分析由于路面水平，汽車在豎直方向受到的重力與地面的支持力大小相等、方向相反，合力為0、所以只需要考慮汽車在水平方向的運動。在水平方向，只有牽引力和阻力，使汽車產(chǎn)生加速度的力是這兩個力的合力。mgF支豎直方向合力為0F阻F牽F牽和F阻的合力產(chǎn)生加速度a，用牛二定律F=ma可求。而加速度a

4、又可以 求解。聯(lián)立方程即可。解：正常行駛F阻F牽關(guān)閉發(fā)動機F阻負號表示阻力方向與汽車前進方向相反重新起步F阻F牽代入數(shù)據(jù)得:解題的一般步驟：（1）確定研究對象，構(gòu)建模型： （2）對這個物體進行受力分析：（3）正交分解：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式順序：yxmgFNTT1T2)amgFNF牽Ff水平或豎直方向：F合=運動方向的力-反向的力建立坐標(biāo)系：x、y軸：F合=運動方向的力-反向的力（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma速度公式 ：vt = vo+at導(dǎo)出公式：vt 2 v02 =2ax（6）畫運動草圖，應(yīng)用運動學(xué)公式求未知（4）運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F合 位移公式：例題2：

5、某同學(xué)在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在:列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為，求列車的加速度。分析 列車在加速行駛的過程中，小球始終與列車保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，所以，小球的加速度與列車的加速度相同。解：方法1 利用合成法。方法2（1）確定研究對象，構(gòu)建模型：（小球） （2）對這個物體進行受力分析：放在水平面上豎直向下的重力mg；mg斜向上的拉力FT。FT（3）正交分解：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式y(tǒng)xFxFy（4）運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F合 )物體向右加速運動；

6、所以在豎直方向沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以重力mg和Fy大小相等、方向相反，彼此平衡。mg=Fy=FTcosF合=T1=Tsin（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=maTsin=ma物體在水平方向加速運動，所以有：F合=運動方向的力-反向的力=0T1聯(lián)立求得小球的加速度aa=gtan（1）確定研究對象，構(gòu)建模型： （2）對這個物體進行受力分析：解：豎直向下的重力mg；地面對車向上的支持力FN；水平向右的推力F推；水平路面上質(zhì)量是30kg的手推車，在受到60N的水平推力時做加速度為1.5m/s2的勻加速運動。如果撮去推力，車的加速度是多少?mgFNF推Ff摩擦力Ff。課 堂 練 習(xí)（3）正交分解

7、：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式物體在水平方向加速運動，所以有：F合=運動方向的力-反向的力=F推Ff代入數(shù)據(jù)得:（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma。F推Ff=ma160Ff=301.5Ff=15N（4）運動分析：判斷物體的運動方向，求合力F合 物體向右加速運動； 所以在豎直方向沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以重力mg和FN大小相等、方向相反，彼此平衡。mg=FN同理撤去推力后：mgF支FfF合=運動方向的力-反向的力=0Ff負號表示與運動方向相反。Ff=ma2代入數(shù)據(jù)得：科學(xué)漫步用動力學(xué)方法測質(zhì)量（閱讀） 由牛頓第二定律F=ma可知，如果給物體施加一個已知的力，并測得物體在這個力作用下的加速度，就可以求出物體的質(zhì)量。這就是動力學(xué)測量質(zhì)量的方法。 大家知道，質(zhì)量可以用天平來測量。但是在太空，物體完全失重，用天平無法測量質(zhì)量，那么應(yīng)該如何測量呢？ 物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。F合 ma F指的是物體所受的合力m為物體的質(zhì)量a是物體的加速度，注意方向單位：N矢量關(guān)系：速度的方向與合力的方向