4.3 牛顿第二定律 ppt课件 -2024新人教版（2019）《高中物理》必修第一册.pptx

1、4.34.3牛顿第二定律牛顿第二定律aF回顾：回顾：质量一定质量一定，物体的，物体的加速度加速度与它所受与它所受力成正比力成正比，即即aFa 通过上节课的学习，我们已经知道：通过上节课的学习，我们已经知道：受力一定受力一定，物体的，物体的加速度加速度跟跟质量成反比质量成反比，即即a 1/m那么物体的加速度那么物体的加速度a a与它所受的作用力与它所受的作用力F F以及以及自身的质量自身的质量m m之间存究竟在什么样的之间存究竟在什么样的定量关系定量关系呢？呢？上节课的实验结果表明，上节课的实验结果表明，小车小车的加速度的加速度 a a 与与它所受的作用力它所受的作用力 F F 成正比，与它的质

2、量成正比，与它的质量 m m 成成反比反比。那么，对于。那么，对于任何物体任何物体都是这样的吗？都是这样的吗？思考：思考：甲：猜想中的甲：猜想中的a-F图像图像 乙：根据实际数据作出的乙：根据实际数据作出的a a-F-F图像图像多次类似的实验发现：每次实验的点都可以拟多次类似的实验发现：每次实验的点都可以拟合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十合成直线，而这些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点。分接近原点。大量的实验和观察到的事实大量的实验和观察到的事实都可以得出：都可以得出：物体的加速度物体的加速度a a与它所受的作用与它所受的作用力力F F成正比，与它的质量成正比，与它的质量m m成反比

3、。成反比。一、一、牛顿第二定律牛顿第二定律1.1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成成 、跟它的跟它的质量质量成成_，加速度的方向跟作用力的加速度的方向跟作用力的方向方向 .2.2.表达式：表达式：(1).(1).比例式比例式F F .式中式中K K是比例系数，是比例系数，F F是物体所受是物体所受的的 .(2).(2).国际单位制中：国际单位制中：F F .正比正比反比反比相同相同kmakma合外力合外力mama二、力的单位二、力的单位1.1.力的国际单位力的国际单位:，简称，简称 ，符号为，符号为 .2.1N2.1N的定义的定义:使质量为使质量为

4、1kg1kg的物体产生的物体产生 的加速度的力叫的加速度的力叫1N1N，即即1N=1N=1 1 .3.3.比例系数的意义比例系数的意义(1)(1)在在F=kmaF=kma中，中，k k的选取有一定的任意性的选取有一定的任意性.(2)(2)在国际单位制中在国际单位制中k=1k=1,牛顿第二定律的表达式为牛顿第二定律的表达式为 .式中式中 F F、m m、a a 的单位分别为的单位分别为 、.牛顿牛顿牛牛N N1 m/s1 m/s2 2kgm/skgm/s2 2F Fmama牛顿牛顿千克米每二次方秒米每二次方秒1.1.物体加速度的方向一定与合外力方向相同物体加速度的方向一定与合外力方向相同.(.(

5、)2.2.由由m m 可知可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比成反比.(.()3.3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况.(.()4.4.物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小.()5.5.比例式比例式F=KmaF=Kma中的中的K K一定为一定为1.1.()判断正误判断正误三、对牛顿第二定律的理解三、对牛顿第二定律的理解应用牛顿第二定律解题的一般步骤：应用牛顿第二定律解题的一般步骤：四、牛顿第二定律的

6、应用四、牛顿第二定律的应用1 1、确定研究对象。、确定研究对象。2 2、分析研究对象的受力情况，画出受力图。、分析研究对象的受力情况，画出受力图。3 3、建立直角坐标系，求出合力。、建立直角坐标系，求出合力。4 4、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。例题例题1 1：在平直路面上，质量为：在平直路面上，质量为1100kg1100kg的汽车在进行研发的测试，的汽车在进行研发的测试，当速度达到当速度达到100 km/h100 km/h时取消动力，经过时取消动力，经过70s70s停了下来。汽车受到的停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为阻

7、力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N2000N，产生的加速度是多，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。少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。vF阻xo教材例题教材例题由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。由加速度可以求出汽车受到的阻力。速度将保持不变。由加速度可以求出汽车受到的阻力。如图，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。由于如图，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。由于二者大小都不变，所以汽车的加速度恒定不变。根据牛顿第二定二者大小都不变，所以汽车的加速度恒

8、定不变。根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度：律可以求出汽车运动的加速度：vF阻xF牵o例题例题2 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确定列车的加速度如图所示。保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度如图所示。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。，求列车的加速度。1.1.(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的

9、是()()A.A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物物 体体立即获得加速度立即获得加速度B.B.物体由于做加速运动，所以才受合外力作用物体由于做加速运动，所以才受合外力作用C.C.F Fmama是矢量式，是矢量式，a a的方向与的方向与F F的方向相同，与速度方向无关的方向相同，与速度方向无关D.D.物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小ACDACD针对训练针对训练2.2.(多选多选)如图所示如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力一木块在光滑水平

10、面上受一恒力F F作用作用,前方固定一前方固定一足够长的弹簧足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后则当木块接触弹簧后()A.A.木块立即做减速运动木块立即做减速运动B.B.木块在一段时间内速度仍可增大木块在一段时间内速度仍可增大C.C.当恒力当恒力F F等于弹簧弹力时等于弹簧弹力时,木块的速度最大木块的速度最大D.D.弹簧压缩量最大时弹簧压缩量最大时,木块的加速度为零木块的加速度为零BC3.3.(多选多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力,且原来且原来作用在质点上的力不发生改变作用在质点上的力不发生改变,则则()A.A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

11、质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.D.质点单位时间内速率的变化量总是不变质点单位时间内速率的变化量总是不变BC方法技巧方法技巧合力、加速度、速度间的决定关系合力、加速度、速度间的决定关系(1)(1)不管速度是大是小或是零不管速度是大是小或是零,只要合力不为零只要合力不为零,物体就有加速度。物体就有加速度。(2)(2)a a=是加速度的定义式是加速度的定义式,a a与与v v、t t无必然联系无必然联系;a a=是加

12、速是加速度的决定式度的决定式,m m一定时一定时a aF F,F F一定时一定时a a 。(3)(3)合力方向与速度方向同向时合力方向与速度方向同向时,物体做加速运动物体做加速运动;合力方向与速度合力方向与速度方向反向时方向反向时,物体做减速运动。物体做减速运动。vtNoImage4.4.一个原来静止在光滑平面上的物体一个原来静止在光滑平面上的物体,质量是质量是7 kg,7 kg,在在14 N14 N的恒力的恒力作用下运动作用下运动,则则5 s5 s末的速度及末的速度及5 s5 s内通过的路程分别为内通过的路程分别为()A.8)A.8 m/sm/s25 m25 mB.2 m/sB.2 m/s2

13、5 mC.10 m/s25 mC.10 m/s25 m25 mD.10m/sD.10m/s12.5 m12.5 mC C5.5.如图所示如图所示,倾角倾角=37=37的斜面固定在水平面上。质量的斜面固定在水平面上。质量m=1.0 kg m=1.0 kg 的的小物块受到沿斜面向上的小物块受到沿斜面向上的F=9.0 NF=9.0 N的拉力作用的拉力作用,小物块由静止沿斜面向小物块由静止沿斜面向上运动上运动,小物块与斜面间的动摩擦因数小物块与斜面间的动摩擦因数=0.25(=0.25(斜面足够长斜面足够长,取取g g=10 =10 m/sm/s2 2。sin 37sin 37=0.6,cos 37=0

14、.6,cos 37=0.8)=0.8)。(1)(1)求小物块运动过程中所受摩擦力的大小。求小物块运动过程中所受摩擦力的大小。(2)(2)求在拉力作用过程中求在拉力作用过程中,小物块加速度的大小。小物块加速度的大小。(3)(3)若在小物块沿斜面向上运动若在小物块沿斜面向上运动0.80 m0.80 m时时,将拉将拉力力F F撤去撤去,求此后小物块沿斜面向上运动的距离。求此后小物块沿斜面向上运动的距离。6.6.(多选多选)如图所示如图所示,质量为质量为m=1 kgm=1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数的物体与水平地面之间的动摩擦因数=0.3,=0.3,当物体运动的速度为当物体运动的速度为v v0 0=10 m/s=10 m/s时时,给物体施加一个与速度方向给物体施加一个与速度方向相反的、大小为相反的、大小为F=2 NF=2 N的恒力的恒力,在此恒力作用下在此恒力作用下(取取g=10 m/sg=10 m/s2 2)()()A.A.物体经物体经10 s10 s速度减为零速度减为零B.B.物体经物体经2 s2 s速度减为零速度减为零C.C.物体速度减为零后将保持静止物体速度减为零后将保持静止D.D.物体速度减为零后将向右运动物体速度减为零后将向右运动BCBC