【公開課】牛頓第二定律+課件高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第四章運(yùn)動和力的關(guān)系3牛頓第二定律從視頻中能看出摩托車加速最快，也就是啟動時加速度最大。導(dǎo)入新課摩托車、飛機(jī)、汽車所受到的力不同，質(zhì)量也不相同，那么除了用視頻中“比賽”的方式，怎樣才能準(zhǔn)確的知道它們的加速度分別為多少呢？加速度的方向是由什么來決定的呢？導(dǎo)入新課交流討論

牛頓第二定律的表達(dá)式1.已知，m一定時，a∝F；F一定時，a∝

。如何用數(shù)學(xué)式子表示加速度a與受到的力F，物體的質(zhì)量m同時滿足的關(guān)系？2.賽車向右加速時，所受的合外力向左還是向右？

賽車剎車時，受到的合外力和加速度的方向分別向哪里？

物體所受的合外力方向與加速度的方向有什么關(guān)系？1m3.為什么賽車的質(zhì)量比一般的小汽車的質(zhì)量小得多，而且還安裝一個功率很大的發(fā)動機(jī)？4.根據(jù)牛頓第二定律可知，無論多么小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是，我們用力提一個放在地面上很重的箱子，卻提不動，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？牛頓第二定律的表達(dá)式交流討論

梳理深化

1.牛頓第二定律的內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度方向跟作用力的方向相同。2.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

F＝kma

3.物理意義：力是產(chǎn)生加速度的原因。牛頓第二定律的表達(dá)式4.對牛頓第二定律的理解因果性只要物體所受合力不為0(無論合力多么小)，物體就獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因矢量性物體加速度的方向與物體所受合力的方向總是相同瞬時性物體的加速度與物體所受的合力總是同時存在，同時變化，同時消失同一性F合、m、a三者應(yīng)對應(yīng)同一物體獨(dú)立性作用在物體上的每個力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無關(guān)，合力的加速度為這些加速度的矢量和局限性牛頓第二定律中只能解決物體的低速運(yùn)動問題，不能解決物體的高速運(yùn)動問題；只適用于宏觀物體，不適用于微觀粒子．牛頓第二定律的表達(dá)式梳理深化

鞏固提升

例1.如圖，一輛有動力驅(qū)動的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一小球相連，設(shè)在某一段時間內(nèi)小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài)，若忽略小球與小車間的摩擦力，則在此段時間內(nèi)小車可能是（）A.向右做加速運(yùn)動B.向右做減速運(yùn)動C.向左做加速運(yùn)動D.向左做減速運(yùn)動解析：由于彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球所受合外力方向向右，其加速度方向也向右。所以小車可能向右做加速運(yùn)動，也可能向左做減速運(yùn)動。牛頓第二定律的表達(dá)式AD··左右練習(xí)1.如圖所示，放在光滑水平面上的一個物體，同時受到兩個水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5N，水平向左的力F2＝10N，當(dāng)F2由10N逐漸減小到零的過程中，物體的加速度大小是(

)A．逐漸減小

B．逐漸增大C．先減小后增大D．先增大后減小牛頓第二定律的表達(dá)式鞏固提升

C例2、一質(zhì)點(diǎn)受多個力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零,再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中,其他力保持不變,則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是()

A.a和v都始終增大B.a和v都先增大后減小

C.a先增大后減小,v始終增大D.a和v都先減小后增大解析：質(zhì)點(diǎn)受多個力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài),則多個力的合力為零,其中任意一個力與其余所有力的合力大小相等、方向相反,使其中一個力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來的大小,則其余所有力的合力先變大后變小,但合力的方向不變,根據(jù)牛頓第二定律,a先增大后減小,由v=v0+at可知,v始終增大,故選項(xiàng)C正確。牛頓第二定律的表達(dá)式鞏固提升

C練習(xí)2、(多選)關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系，下列說法正確的是()A.原來靜止在光滑水平面上的物體，受到水平推力的瞬間，物體同時獲得加速度B.加速度的方向與合力的方向總是相同的，但與速度的方向可能相同，可能不同C.在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動中，速度、加速度與合力的方向總是一致的D.合力變小，物體的速度一定變小解析:由牛頓第二定律可知A正確；由牛頓第二定律可知加速度的方向與合力的方向總是相同的，但加速度的方向與速度的方向沒有必然關(guān)系，可能相同，可能不同，B正確；初速度為0的勻加速直線運(yùn)動中，v、a、F三者的方向相同，C正確；合力變小，加速度變小，但速度是變大還是變小取決于加速度與速度的方向關(guān)系，D錯誤。牛頓第二定律的表達(dá)式鞏固提升

ABC力的單位1.請思考：F＝kma中式中k是比例系數(shù)，它與公式中物理量單位的選取有關(guān)嗎？2.當(dāng)時還沒有力的單位，k取什么值，牛頓第二定律的表達(dá)式

運(yùn)算和應(yīng)用最方便？交流討論

1.k取1時，能使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力定義為“1個單位”的力。為紀(jì)念牛頓，把該單位稱為“牛頓”，用符號N表示。即1N=1kg·m/s2。2.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：F=ma。3.牛頓第二定律是聯(lián)系力和運(yùn)動的紐帶。

已知外合力可以求加速度，進(jìn)而判斷物體運(yùn)動情況；已知物體運(yùn)動情況，

由運(yùn)動學(xué)公式可求出加速度，可以判斷物體受力情況。力的單位梳理深化

例3、某傘兵和他攜帶的武器質(zhì)量共為80kg，降落傘未張開時，受到的空氣阻力為25N，求傘兵在這段時間的加速度。解：由牛頓第二定律

F合=ma，得

力的單位鞏固提升

a=G-Ffma=m/s2

≈9.5m/s280×9.8-2580練習(xí)3、用彈簧測力計沿水平方向拉著一個物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，彈簧測力計的讀數(shù)是0.8N，然后再用彈簧測力計沿水平方向拉著這個物體在水平面上做勻加速運(yùn)動，當(dāng)彈簧測力計的讀數(shù)是2.4N時，測得加速度的大小是0.4m/s2.求這個物體的質(zhì)量.

力的單位鞏固提升

【答案】4kg例4、如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上.現(xiàn)用大小為40N、與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).(1)若水平面光滑，物體的加速度是多大？(2)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體的加速度是多大？解析：（1）水平面光滑時，物體的受力情況如圖甲所示力的單位鞏固提升

由牛頓第二定律：Fcos37°＝ma1解得a1＝8m/s2例4、如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上.現(xiàn)用大小為40N、與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).(1)若水平面光滑，物體的加速度是多大？(2)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，物體的加速度是多大？解析：（2）水平面不光滑時，物體的受力情況如圖乙所示Fcos37°－Ff＝ma2FN′＋Fsin37°＝mgFf＝μFN′聯(lián)立解得a2＝6m/s2.力的單位鞏固提升

練習(xí)4、如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地擺放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?

)A.mg,豎直向上B.mg，斜向左上方C.mgtanθ，水平向右D.mg，斜向右上方

力的單位鞏固提升

D課堂小結(jié)課外拓展1966年曾在地球的上空完成了以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)的目的是要發(fā)展一種技術(shù)，找出測定軌道中人造天體質(zhì)量的方法。實(shí)驗(yàn)時，用雙子星號宇宙飛船m1

去接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組m2（后者的發(fā)動機(jī)已熄火）。接觸以后，開動雙子星號飛船的推進(jìn)器，使飛船和