牛顿第二定律的表达式-教学课件.pptx

牛顿第二定律

年级：高一学科：物理（人教版）

主讲人：周婕学校：岳阳市第十四中学

牛顿第二定律

年级：高一学科：物理（人教版）

主讲人：周婕学校：岳阳市第十四中学

实验结论：

牛顿第二定律

2.表达式：a∝或F∝ma也可以写成等式：F＝kma

1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

其中k是比例系数。

牛顿第二定律不仅阐述了力、质量和加速度三者数量间的关系，还明确了加速度的方向与力的方向一致。

力的单位

“F＝kma”

当k＝1时

m＝1kg的物体在某力作用下获得1m/s2的加速度时，这个力F＝ma＝1kg·m/s2。

力的单位——“千克米每二次方秒”，称作“牛顿”，用符号N表示。

F＝ma

问题1

同一性

问题2

牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，

能否说成力与加速度成正比，为什么？

力是加速度产生的原因。

因果性

问题3

从牛顿第二定律的内容分析，如果𝐹突然发生变化，𝑎会变化吗？

瞬时性

问题4

牛顿第二定律的表达式F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？

这两个矢量的方向关系是怎么样的？

矢量性

问题5

一质量为1kg的物体（不考虑重力），受到水平向右、大小为2N的力F1，则

（1）物体产生的加速度是多大？

F1

问题5

一质量为1kg的物体（不考虑重力），受到水平向右、大小为2N的力F1，则

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加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。

（2）若再给物体加上一个大小也是2N，方向竖直向上的拉力F2，则物体的加速度是多大？

F1

F2

理解牛顿第二定律

同一性：F、m、a针对同一状态同一物体。

因果性：力是原因，加速度是结果。

瞬时性：a与F总是瞬时对应的关系。

矢量性：a与F的方向总是相同。

独立性：每个力各自独立地使物体产生一个加速度。

在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发测试，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2000N，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）

例题1

解：以汽车为研究对象。设汽车运动方向为x轴正方向，建立一维坐标系。

分析：如图，取消动力后，汽车在平直路面上只受阻力的作用。

v

F阻

x

o

取消动力后，汽车做匀减速直线运动。

初速度v0＝100km/h＝27.8m/s，末速度为0，滑行时间t＝70s。

根据加速度的定义式，加速度

分析：如图，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。

F牵

o

汽车受到的阻力是437N，方向与运动方向相反。

重新起步后，汽车所受的合力F合＝2000N－437N＝1563N

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确定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度a。

解：方法1：选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力FT，如图所示。在这两个力的作用下，小球产生水平方向的加速度a。这表明，FT与mg的合力方向水平向右，且F＝mgtanθ

根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为

gtanθ

θ

方法2：在竖直方向有：

Fy－mg＝0，Fy＝Ftcosθ

FTcosθ＝mg（1）

在水平方向有：

Fx＝FtsinθFTsinθ＝ma（2）

（1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为

a＝gtanθ

列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。

用动力学方法测质量

假设你现在身处太空之中，

如何测量一个物体的质量呢？

小结

湖南省名师网络工作室精品课

设计：周婕岳阳市第十四中学制作：周婕岳阳市第十四中学审核：黄成岳阳市第十四中学教研室

谢谢！

湖南省黄成高中物理名师网络工作室出品

岳阳市第十四中学监制

二O二二年十月