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

2.3、牛頓第二定律引入

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實驗總結(jié)小車質(zhì)量一定小車拉力一定

物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同．F=kmak為比例系數(shù)實驗總結(jié)假如你是科學(xué)家，你能否想個辦法把k消掉？把能夠使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的這么大的力定義為1N，即1牛=1千克·米/秒2可見，如果都用國際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡化成F＝ma牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式F＝kma一、力的單位內(nèi)容：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(xiàn)合

＝ma

合外力質(zhì)量加速度二、牛頓第二定律牛頓第二定律的6個性質(zhì)F=maF′=ma′以靜止的斜面或地面為參考系同體性：式中合力F，質(zhì)量m，加速度a

對應(yīng)同一物體。式獨立性：作用在物體上的每一個力都可以產(chǎn)生一個加速度，物體的加速度是所有力產(chǎn)生的加速度的矢量和。瞬時性：加速度與合力F是瞬時對應(yīng)關(guān)系，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失。矢量性：加速度與合力的方向相同，表達式是矢量式。相對性：式子中a和F是相對相同參考系而言。局限性：只適用于宏觀低速的物體；不適用于微觀領(lǐng)域，不適用于接近光速的物體。牛頓第二定律的6個性質(zhì)

【例1】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。aF合

由牛頓第二定律

，fG

解：傘兵所受的合力為:F合=G–f典型例題得1、確定研究對象。2、分析物體的受力情況和運動情況，畫出研究對象的受力分析圖。3、求出合力。4、選取正方向，根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律建立方程并求解。用牛頓第二定律解題的一般步驟汽車重新加速時的受力情況某質(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。汽車減速時受力情況GFNF阻F阻FFNG課本例1：課本例1：F阻vF阻F圖(1)減速時圖(2)加速時解：設(shè)汽車運動方向為正方向，關(guān)閉發(fā)動機后：汽車水平受力如右圖(1)，汽車初速：v0=100Km/h=27.8m/s

汽車末速：v=0汽車的加速度由牛頓第二定律得：汽車受到的阻力為負號表示與運動方向相反重新啟動后：汽車水平受力如右圖(2)F合=F－F阻=2000N-437N=1563N由牛頓第二定律得：汽車的加速度加速度方向與汽車運動方向相同課本例1：負號表示與運動方向相反

解：設(shè)汽車運動方向為正方向關(guān)閉發(fā)動機后：汽車水平受力如右圖(1)汽車的加速度由牛頓第二定律得：重新啟動后：汽車水平受力如右圖(2)由牛頓第二定律得：解得：加速度方向與汽車運動方向相同F(xiàn)阻vF阻F圖(1)減速時圖(2)加速時課本例2：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θ，求列車的加速度。mgTF合解：方法1利用合成法。由平行四邊形法則可得：解得小球的加速度a=gtanθ由牛頓第二定律得：課本例2：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θ，求列車的加速度。mgT解：方法2正交分解法。yxFxFy受力分如圖，建立正交坐標(biāo)系，可得：

Mg=T

cosθF合=Tsinsθ由牛頓第二定律得：聯(lián)立解得小球的加速度a=gtanθ【例2】質(zhì)量為2.0t的汽車以10m/s的速度行駛，在關(guān)閉發(fā)動機5s內(nèi)停下來，求汽車所受的阻力。G解：受力分析如圖示，以汽車運動方向為正方向根據(jù)牛頓第二定律vaFfFN得由解得典型例題典型例題【例3】一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。由v=at得:θFGfN解：據(jù)牛頓第二定律列方程豎直方向

N－Fsinθ－mg=0

①水平方向

Fcosθ－f=ma

②又因

f=μN

③由①②③式得1.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。可是，我們用力提一個很重的箱子，卻提不動它。這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？應(yīng)該怎樣解釋這個現(xiàn)象？答：沒有矛盾。牛頓第二定律F=ma中的F指的是物體所受的合力，而不是其中的某一個力。我們用力提一個放在地面上的很重的箱子時，箱子受到的力總共有三個：豎直向下的重力G，手對箱子向上的作用力F1，以及地面向上的支持力F2。如果F1<G，只是支持力F2減小，這三個力的合力F=0.故箱子的加速度為0.箱子仍然保持靜止.2.甲、乙兩輛小車放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，甲車產(chǎn)生的加速度為1.5m/s2，乙車產(chǎn)生的加速度為4.5m/s2，甲車的質(zhì)量是乙車的幾倍？（不考慮阻力）解：根據(jù)牛頓第二定律有故

對甲：F=m甲a甲

對乙：F=m乙a