1、(1643-1727)牛顿牛顿4.3 牛顿第二定律力力运动状态变化运动状态变化速度变化速度变化产生加速度产生加速度力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因知识回顾：知识回顾：1.力和运动的关系是怎样的呢力和运动的关系是怎样的呢?2.m .a .F 有什么样的关系？有什么样的关系？对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比在物体上的力成正比.在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比。成反比。Fa ma1有大量的实验和观察到的事实都能得出同样的结论，总结出来这样的定律叫牛顿第二定律。1 1 内
2、容：物体加速度的大小跟作用力成正比，内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用加速度的方向跟作用力的方向相同力的方向相同一一.牛顿第一定律牛顿第一定律a a F F F F mama 正比于正比于a a m m1 1a a m mF FF F k k mama k k 为比例系数为比例系数公式数学推导：假如你是科学家，你怎么确定假如你是科学家，你怎么确定k k 值值？假设：若假设：若K=1，表达式就是，表达式就是F=ma，当质量是，当质量是m=1kg的物体在某的物体在某个力的作用下获得加速度个力的作用下获得加速度a=1 m/s2，由公式，由
3、公式F=ma我们知道这我们知道这个力的大小就是个力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2，后人为了纪念，后人为了纪念牛顿，就把牛顿，就把kgm/s2这个单位称为这个单位称为“牛顿牛顿”，用，用“N”表示。表示。人为规定人为规定:1N=1Kg.m/s2 所以，如果所以，如果F,a,mF,a,m都用都用国际制单位国际制单位，在上式，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成F F mama 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式F F k k mama 思考：思考：1.1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物
4、体的质量成反比，物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方加速度的方向跟作用力的方向相同向相同F F mama 物体的加速度跟所受的合力成正比，物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合加速度的方向跟合力的方向相同力的方向相同.maF 合合外力二二.牛顿第二定律牛顿第二定律问题问题1.牛顿第二定律中指出牛顿第二定律中指出加速度与力成正比加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？能否说成力与加速度成正比，为什么？力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因因果性因果性3.牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解问题问题2.在牛顿第二定律的表达式在牛顿
5、第二定律的表达式 F=ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的这两个矢量的方向关系是怎么样？方向关系是怎么样？物体受力方向决定物体的物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度加速度方向。故加速度 a 的的方向与力方向与力F的方向是一致的。的方向是一致的。矢量性矢量性问题问题3.从牛顿第二定律的内容分析从牛顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的是对于几个物体而言的?F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。同体性同体性问题问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作 用下由静止开始运动，(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将
6、怎样变化?，速度将怎样变化?(2)当力F减到0时，加速度为_,速度达到_ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.瞬时对瞬时对应性应性问题问题5.如图：如图：一质量为一质量为1kg1kg的物体静置在光滑水平面上，的物体静置在光滑水平面上，0 0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N2N的力的力F F1 1，则，则(1)(1)物体产生的加速度是多大？物体产生的加速度是多大？F1NGF2a2a1 (2)若在若在3s末给物体加上一个大小也是末给物体加上一个大小也是2N水平水平
7、 向左的拉力向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？则物体的加速度是多少？(3)3S内物体的加速度内物体的加速度2m/s2是由力是由力F1产生的，产生的，3S后物体的后物体的加速度为加速度为0，那是不是说，那是不是说3S后后F1不再产生加速度了呢？不再产生加速度了呢？（2m/s2）（0）物体受到几个力的作用时，每物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的这个性质叫做力的独立性原理独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。别产生的加速
8、度的矢量和。独立性独立性2.矢量性矢量性:(a与与F合合方向相同方向相同)4.瞬时性瞬时性:(a与与F合合 同时产生同时产生,同时消失同时消失,同时变化同时变化)3.同体性同体性:(a与与F合合,m都属于同一物体，既研究对象统一性都属于同一物体，既研究对象统一性）5.独立性独立性:(X方向的合外力产生方向的合外力产生X轴方向的加速轴方向的加速度度,Y方向的合外产生方向的合外产生Y轴方向的加速度轴方向的加速度,Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y1.因果性因果性汽车重新加速时的受力情况某质量为某质量为1100kg1100kg的汽车在平直路面上试车，当的汽车在平直路面上试车，当达到达到
9、100km/h100km/h的速度时关闭发动机，经过的速度时关闭发动机，经过70s70s停停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为时牵引力为2000N2000N，产生的加速度应为多大？，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。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车减速时受力情况GFNF阻阻F阻阻FFNG 课本例课本例1：1、确定研究对象。2、分析物体的受力情况，画出研究对象的受力分析图。3、求出合力。(力的合成法.正交分解法)4.根据牛顿运动定律建立方程并求解。三三.牛顿第二定律的解题过程牛顿第二定律的解题过程分析分析 应先求
10、出合力F合.然后用牛顿第二定律求出加速度.解法一：受力分析如图，可知F合=2F1cos60 课本例题课本例题2 2】光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120角的两个水平力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？201m/s560cos2mFmFa合600F1F2F F合合 加速度的方向两个力的方向的夹角都是600 解法二：建立坐标系，把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解.F1x=F1cos60，F1y=F1sin60 F2x=F2cos60，F2y=F2sin60 F1y和F2y大小相等，方向相反，相互抵消.F1x和F2x的它们的合力就等于力F
11、1和F2的合力，即F合=F1x+F2x =F1cos60+F2cos60 =10N.由F合=ma得:600F1F2600yxoF1xF1yF2xF1y2/5510smkgNmFa合牛顿第二定律牛顿第二定律（板书设计板书设计）1 1、内容、内容:物体加速度与所受合外力物体加速度与所受合外力F F合合成正比成正比.与与质量质量m m成反比成反比.加速度方向与合外力方向相同加速度方向与合外力方向相同.一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律F F合合=mama2 2、表达式：、表达式：3 3、对牛顿第二定律的理解：、对牛顿第二定律的理解：因果性因果性 矢量性矢量性 同体性同体性 瞬时性瞬时性 独立性独立性1
12、.一个物体受到F1=4N的力，产生a1=2m/s2的加速度，要使它产生a2=3m/s2的加速度，需要施加多大的力?2、一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?3.如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20，与水平方向成30角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大?（g取10 m/s2）4.4.一个物体质量为一个物体质量为m m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的斜面
13、的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1 1）若斜面光滑，求物体的加速度？）若斜面光滑，求物体的加速度？（2 2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求物，求物体的加速度？体的加速度？5、起重机的钢丝绳吊着4t的货物以2m/s2的加速度匀减速上升,货物上升过程中所受空气阻力为200N,求钢丝绳对货物的拉力.6、水平桌面上质量为30kg的物体受到60N的水平拉力，产生1.5m/s2的加速度。（1）物体所受摩擦力为多大？（2）如果撤去推力，则物体的加速度是多大？（g=10 m/s2）加速度的方向加速度的方向 加速度的方向与速度改变量
14、的方向相同。加速直线运动，加速度的方向与速度方向相同；减速直线运动与速度方向相反。加速度的方向与速度改变量的方向相同。加速直线运动，加速度的方向与速度方向相同；减速直线运动与速度方向相反。师：引导学生阅读书本，知道加速度也分为平均加速度和瞬时加速度，并且加速度保持不变的运动叫匀变速运动。引导学生阅读P30页表格上所列的加速度，对其中一些数值进行分析，一定要结合物理意义及方向来巩固以上内容。（继续例举一些有趣的实用的例子加以介绍，以激发同学们学习物理的热情）对加速度a的进一步认识：3、课堂练习、课堂练习1物体的速度变化越大，则物体加速度就越大。（错。结合前面小黑板所举的例子，比较乙与丙可知此结论
15、不对。）2物体的速度很大时，加速度不可能为0。（错。结合小黑板所举的例子，如丁，虽然飞机速度很大，但加速度却为0）3物体的加速度在减小，而速度可能在增加。师：对于第3题，结论是对的，同学们一时可能很难理解，举这样的例子进行类比。例如：每个人从出生的那天身高是逐渐增加的，随着年纪的增加，身高增加的幅度越来越小，但是身高是越来越高的。生：身高一直在增加，增加的程度在变小。师：“增加的幅度”相当于加速度，“身高”相当于物体的速度，加速度在减小时，速度反而有可能在增加，以后在学过动力学知识后，对此会有更深的了解。5、课堂小结、课堂小结通过本节的学习，我们要牢牢理解加速度和速度的区别，在于意义不同，前者是描述速度改变的快慢；后者是描述运动快慢。对于直线运动，计算时一般要规定初速度的方向为正方向，把方向用正负号来表示，便于进行矢量运算，那么加速度的方向才不会出现错误。
