人教版2019物理必修第一册 第四单元第三节 牛顿第二定律 课件

牛顿第二定律力的合成课堂引入在太空中，如何测得人的质量呢？力的合成一、牛顿第二定律 上节课的实验表明，小车的加速度a跟它所受的作用力成正比，与它的质量m成反比。对于任何物体都是这样的吗？力的合成一、牛顿第二定律 大量的实验和观察到的事实都可以得出与上节课实验同样的结论，由此可以总结出一般性的规律： 物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律（Newton’s second law）。力的合成一、牛顿第二定律使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N。1N＝1kg·m/s2F＝ma 在质量的单位取千克（kg），加速度的单位取米每二次方秒（m/s2），力的单位取牛顿（N） 时，牛顿第二定律可以表述为：力的合成性质3. 矢量性：F=ma是一个矢量式，a与F 的方向总是相同;4. 瞬时性： a与F是瞬时对应关系（含大小和方向），即a与F同时产生，同时变化，同时消失。加速度与力一样可以突变，而速度是无法突变的;2. 同体性： a 、F、m对应于同一物体; 1.因果性：力是产生加速度的原因，合外力不为零时一定有加速度；牛顿第二定律的性质力的合成牛一和牛二的对比 (1)牛顿第一定律指出了力是产生加速度的原因，从而完善了力的内涵，同时指出一切物体都有惯性。给人们研究a、F、m的定量关系指明了方向。 (2)有了牛顿第二定律，就能更进一步理解：描述物体惯性的物理量是质量的含义，即在确定的作用力下，决定物体运动状态变化难易程度的因素是物体的质量。（3）牛顿第二定律是一个实验定律，定量给出了a、F、m的定量关系。力的合成对牛顿第二定律的理解蚂蚁的困惑：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，牛顿第二定律是否错了？咦， F＝ma，你的加速度去哪了？亲，这里的F指的是合力力的合成对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的进一步理解(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。力的合成例题应用【例题1】在平直路面上，质量为1 100kg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2 000N，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.汽车重新加速时的受力情况汽车减速时受力情况力的合成对比总结大小方向与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合方向一致力的合成例题应用【例题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，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。【解析】方法1：矢量合成法以小球为研究对象，其受力如图.则F=mgtanθ由牛顿第二定律得：a＝g tan θ 方向水平向右力的合成例题应用【解析】方法2：正交分解法在竖直方向有 FT cos θ ＝ mg （1） 在水平方向有 FT sin θ ＝ ma （2）小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。建立直角坐标系。将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。 两式联立，可以求得小球的加速度为： a＝g tan θ 方向水平向右力的合成解题总结正交分解法在牛顿第二定律中的应用：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力．通常选取加速方向作为正方向(不分解加速度)，将物体所受的其他力正交分解后，列方程Fx＝ma，Fy＝0.N力的合成例题应用【例3】一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，（1）若斜面光滑，求物体的加速度；（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度。【解析】（1）若斜面光滑，对物体受力分析如图：根据牛顿第二定律：mgsinθ=ma，得：a=gsinθ（2）若斜面粗糙，物体受力如图根据牛顿第二定律：mgsinθ-Ff=maFf=μFN，FN=mgcosθ 联立得：a=gsinθ-μgcosθ力的合成二、瞬时加速度问题1.常见的瞬时性问题模型力的合成二、瞬时加速度问题2.求解瞬时性问题的步骤（1）分析瞬时变化前各物体的受力；（2）判断瞬时变化时哪些力发生突变，哪些力不变：（3）分析变化后各物体的受力；（4）根据牛顿第二定律求解各物体的加速度。力的合成三、变力作用下的加速度和速度分析 【例4】 (多选)(2023·云南红河州高一期末)如图所示,一轻弹簧竖直固定在水平面上。一小球从某高处自由落下,从小球接触弹簧到运动至最低点过程中,下列关于小球的说法正确的是A.速度先增大后减小B.加速度一直减小C.所受弹力一直增大D.在最低点时受力平衡力的合成课堂小结牛顿第二定律内容：加速度与合外力正比，与质量反比表达式：F＝ma矢量性、独立性、因果性、瞬时性力的单位“牛顿”的定义力的单位变力作用下的加速度和速度分析瞬时加速度问题