1、第四章 运动和力的关系 4.3 4.3 物体的加速度物体的加速度a与它所受的作用力与它所受的作用力F以及自以及自身的质量身的质量m之间存在什么样的定量关系呢之间存在什么样的定量关系呢？教学目标教学目标1 1理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义。确切含义。2 2知道力的国际单位知道力的国际单位“牛顿牛顿”的定义。的定义。3 3能应用牛顿第二定律处理相关问题。能应用牛顿第二定律处理相关问题。赛车质量小、动力大，赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的速度，也就是说，赛车的加速度大。的加速度大。物体的加速
2、度物体的加速度a与它所受的作用力与它所受的作用力F F以及自身的质量以及自身的质量m之间存在什么样的定量关系呢？之间存在什么样的定量关系呢？通过上节的探究实验，你找到了吗？通过上节的探究实验，你找到了吗？F新课导入新课导入 上节课的实验结果表明，小车的加速度上节课的实验结果表明，小车的加速度a与它所受与它所受的作用力的作用力F成正比，与它的质量成正比，与它的质量m成反比。成反比。那么，对于任何物体都是这样的吗？那么，对于任何物体都是这样的吗？如果我们多做几次类似的实验，每次实验的点都可如果我们多做几次类似的实验，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分接以拟合成直线，而这
3、些直线与坐标轴的交点又都十分接近原点，那么，实际规律很可能就是这样的。近原点，那么，实际规律很可能就是这样的。第四章 运动和力的关系【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐1牛顿第二定律的六个特性=2000N-437N【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐（2）对这个物体进行受力分析：【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版
4、本）推荐FxFT sin【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐3能应用牛顿第二定律处理相关问题。解得：F Nmgmasin，Ffmacos。e7d195523061f1c0600ade85ab8d19863d296bbd6d3c8047FB0A4867354E4F1E3A7DEAE3C4C4B5C9777EC9E9D7F78045DB0296A4194571101A21F67FC7D6C39966CE50B69116E2EE84E571E25F3C0CCEE19E493CC04F43360B62B2816CCB4E82496998A41A465108A
5、B38A14E3AD4A6D2651CCB521A6181B2D6FE9767B064113E08844EF3A07B87C25E260A5A178C4E27=2000N-437N列车的加速度与小球相同，大小为gtan，方向水平向右。【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面上进行研发测试，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为
6、2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例：如图所示，自动扶梯与水平面夹角为，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力F N和扶梯对人的摩擦力Ff，重力加速度为g。【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐第四章 运动和力的关系（6）画运动草图，应用运动学公式动力学的两类基本问题a FF ma 正比于正比于a m m1a mFF kma k k 为比例系数为比例系数1、定义：物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟、定义：物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作
7、用力的方向相同。物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。牛顿第二定律牛顿第二定律【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐7上式简化成：上式简化成：F=maF=maF=kmaF=kma当各物理量均选国际单位时，当各物理量均选国际单位时，k k =1 1使质量是使质量是1 1 kgkg的物体产生的物体产生1 1m/sm/s2 2加速度的力加速度的力人为规定人为规定:1 N=1 kgm/s1 N=1 kgm/s2 2 【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT
8、(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐1 1牛顿第二定律的六个特性牛顿第二定律的六个特性同体性同体性F Fmama中中F F、m m、a a都是对同一物体而言的都是对同一物体而言的因果性因果性力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0 0，物体，物体就具有加速度就具有加速度矢量性矢量性F Fmama是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方是一个矢量式。物体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同向决定，且总与合力的方向相同瞬时性瞬时性加速度与合力是瞬时对应关
9、系，同时产生，同时变化，同时加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失消失相对性相对性物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系只适用于惯性参考系独立性独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和分力和分加速度在各个方向上的分量是这些加速度的矢量和分力和分加速度在各个方向上的分量关系也遵循牛顿第二定律，即关系也遵循牛顿第二定律，即F Fx xmamax x，F Fy ymamay y对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律
10、的理解【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐注意：注意：物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即应关系，即a a与合力与合力F F方向总是相同，但速度方向总是相同，但速度v v的方向不一的方向不一定与合外力的方向相同。定与合外力的方向相同。【名校课堂】获奖PP
11、T-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐11运动运动a受力受力【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐12GFNf阻阻汽车减速时受力情况解解:设汽车运动方向为正方向设汽车运动方向为正方向关闭发动机后：关闭发动机后：汽车受力如右图汽车受力如右图汽车初速汽车初速 v v0 0=100km/h100km/h=27.8m/s27.8m/s汽车末速汽车末速 v=v=0 0汽车运动时间汽车
12、运动时间 t=t=70s70s因此，汽车的加速度：因此，汽车的加速度：tvtvv001a由牛顿第二定律得汽车受到的阻力为：由牛顿第二定律得汽车受到的阻力为：Nsmkgssmkgtmvmaf437/.43770/8.271100201阻负号表示与速度方向相反负号表示与速度方向相反【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐13f阻阻FFNG汽车重新加速时的受力情况重新启动后：汽车水平受力如右图重新启动后：汽车水平受力如右图(2)F合合=F-f阻阻 =2000N-437N =1563
13、N由牛顿第二定律得汽车的加速度为由牛顿第二定律得汽车的加速度为 加速度方向与汽车速度方向相同加速度方向与汽车速度方向相同222/42.1/.42.111001563smkgsmkgKgNmFa合【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐14【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐15方法方法1选择小球为研究对象。选择小球为研究对象。设小球的质量为设小球的质量为
14、m，小球在，小球在竖直平面内受到重力竖直平面内受到重力mg、绳的拉力、绳的拉力FT。在这两个。在这两个力的作用下，小球产生水平方向的加速度力的作用下，小球产生水平方向的加速度a。这表。这表明，明，FT与与mg的合力方向水平向右，且的合力方向水平向右，且根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为tanmgF tangmFa【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐16方法方法2 在竖直方向有在竖直方向有Fy mg 0，Fy FT cos 在水平方向有
15、在水平方向有FxFT sin FT sin ma（1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为:ag tan 列车的加速度与小球相同，大小为列车的加速度与小球相同，大小为gtan，方向水平向右。，方向水平向右。FT cos mg（1）（2）【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐解题的一般步骤：解题的一般步骤：（1 1）确定研究对象，构建模型：）确定研究对象，构建模型：（2 2）对这个物体进行受力分析：）对这个物体进行受力分析：（3 3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式）
16、正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式fFFmg其它支顺序：顺序：mgFNTT1T2mgFNF牵牵Ffyx【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐水平或竖直方向：水平或竖直方向：F合合=运动方向的力运动方向的力-反向的力反向的力建立坐标系：建立坐标系：x x、y y轴：轴：F F合合=运动方向的力运动方向的力-反向的力反向的力（5 5）根据牛顿第二定律列方程）根据牛顿第二定律列方程F F合合=mama速度公式速度公式：vt=vo+at导出公式：导出公式：v vt t 2 2
17、 v v0 02 2=2 2axax（6 6）画运动草图，画运动草图，应用运动学公式应用运动学公式求未知求未知（4 4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合合 位移公式位移公式：2021attvx【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 1 1已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况 处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，处理方法：已知物
18、体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情况况 2 2已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况 处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力度，再根据牛顿第二定律就可以确定物
19、体所受的合外力，由此推断物体受力情况，由此推断物体受力情况【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐例1：某质量为1100kg的汽车在平直路面上进行研发测试，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。第四章 运动和力的关系这表明，FT与mg的合力方向水平向右，且同体性、因果
20、性、矢量性、瞬时性、相对性、独立性【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐FxFT sin【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐FT cos mg例：如图所示，自动扶梯与水平面夹角为，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力F N和扶梯对人的摩擦力Ff，重力加速度为g。e7d195523061f1c0600ade85ab8d19863d296bbd6d3c8047FB0A4867354E4F1E3A7DEAE3C4C4B5C9777EC9E9D7F78045DB0296A4194
21、571101A21F67FC7D6C39966CE50B69116E2EE84E571E25F3C0CCEE19E493CC04F43360B62B2816CCB4E82496998A41A465108AB38A14E3AD4A6D2651CCB521A6181B2D6FE9767B064113E08844EF3A07B87C25E260A5A178C4E272知道力的国际单位“牛顿”的定义。x轴方向：Ffmax；x轴方向：Ffmax；3能应用牛顿第二定律处理相关问题。处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度
22、），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情况【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐例：如图所示，自动扶梯与水平面夹角为，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力F N和扶梯对人的摩擦力Ff，重力加速度为g。【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PP
23、T(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合第四章 运动和力的关系两类问题：两类问题：已知物体受力的情况，确定物体运动情况。已知物体受力的情况，确定物体运动情况。已知物体的运动情况，确定物体受力情况已知物体的运动情况，确定物体受力情况。解题思路：解题思路：运动情况运动情况受力情况受力情况牛顿第二定律牛顿第二定律另一类问题另一类问题牛顿第二定律牛顿第二定律运动学公式运动学公式【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教
24、材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐例：例：如图所示，自动扶梯与水平面夹角为如图所示，自动扶梯与水平面夹角为，上面站着质量为，上面站着质量为m m的人，当自动扶梯以的人，当自动扶梯以加速度加速度a a加速向上运动时，求扶梯对人的弹加速向上运动时，求扶梯对人的弹力力F F N N和扶梯对人的摩擦力和扶梯对人的摩擦力F Ff f，重力加速度，重力加速度为为g g。随随 堂堂 练练 习习【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐解析：解析：这是一个动力学问题，人受到竖直向下
25、的重力这是一个动力学问题，人受到竖直向下的重力mgmg、竖、竖直向上的支持力直向上的支持力F F N N和水平向右的摩擦力和水平向右的摩擦力F Ff f，因为人的加速度，因为人的加速度方向沿扶梯向上，所以人所受的这三个力的合力方向也沿扶方向沿扶梯向上，所以人所受的这三个力的合力方向也沿扶梯向上。梯向上。解法一：建立如图甲所示的直角坐标系，人的加速度方向正解法一：建立如图甲所示的直角坐标系，人的加速度方向正好沿好沿x x轴正方向，由题意可得轴正方向，由题意可得x x轴方向：轴方向：F Ff fcos cos F F Nsin Nsin mgmgsin sin mamay y轴方向：轴方向：F F
26、 Ncos Ncos F Ff fsin sin mgmgcos cos 0 0解得解得F F N Nmgmgmamasin sin F Ff fmamacos cos【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐解法二：建立如图乙所示的直角坐标系解法二：建立如图乙所示的直角坐标系(水平向右为水平向右为x x轴正方向轴正方向，竖直向上为，竖直向上为y y轴正方向轴正方向)。由于人的加速度方向是沿扶梯向上。由于人的加速度方向是沿扶梯向上的，这样建立直角坐标系后，在的，这样建立直角坐标
27、系后，在x x轴方向和轴方向和y y轴方向上各有一个轴方向上各有一个加速度的分量，其中加速度的分量，其中x x轴方向的加速度分量轴方向的加速度分量a ax xa acos cos，y y轴方轴方向的加速度分量向的加速度分量a ay ya asin sin，根据牛顿第二定律有，根据牛顿第二定律有x x轴方向：轴方向：F Ff fmamax x；y y轴方向：轴方向：F F N Nmgmgmamay y解得：解得：F F N Nmgmgmamasin sin，F Ff fmamacos cos。答案：答案：mgmgmamasin sin mamacos cos 比较以上两种解法，很显然，两种解法都
28、比较以上两种解法，很显然，两种解法都得到了同样的结果，但是第二种解法较简便。得到了同样的结果，但是第二种解法较简便。【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐课堂小结课堂小结一、牛顿第一、牛顿第二二定律定律 物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。二、二、表达式：表达式：F=maF=ma三、对牛顿第二定律的三、对牛顿第二定律的理解理解同体性、因果同体性、因果性、性、矢量性、矢量性、瞬时性、瞬时性、相对性相对性、独立性、独立性四、解题的一般步骤四、解题的一般步骤【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐【名校课堂】获奖PPT-人教物理教材牛顿第二定律PPT(最新版)（最新版本）推荐
