高中物理：4.4《牛顿第二定律》课件（粤教必修1）.ppt

牛顿第二定律2021/8/11 星期三1复习与回顾牛顿第一定律：牛顿第一定律：力是改变物体运动状态的原因，即力力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。是产生加速度的原因。影响加速度的因素：影响加速度的因素：物体所受合外力物体所受合外力F、物体质量、物体质量m怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？怎样来比较物体运动的加速度的大小呢？研究对象小车的加速度研究对象小车的加速度a是根据初速是根据初速度为零的匀加速直线运动公式度为零的匀加速直线运动公式s=at2/2，t相同时，通过比较相同时，通过比较s的大小来比较的大小来比较a的大小的大小2021/8/11 星期三2研究思路先保持物体质量先保持物体质量m不变，研究它的加速度不变，研究它的加速度a跟物跟物体所受合力体所受合力F的关系，的关系，再保持物体所受合力再保持物体所受合力F相同，研究物体的加速度相同，研究物体的加速度a跟它的质量跟它的质量m的关系的关系最后用数学的方法把实验得出的最后用数学的方法把实验得出的a跟跟F的关系及的关系及a跟跟m的关系综合起来，找出的关系综合起来，找出a跟跟F和和m的关系的关系 变量控制法变量控制法2021/8/11 星期三3一、加速度和力的关系 如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量F的大小，可以通过增、减砝码来改变，车的后端也分别系上绳用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动2021/8/11 星期三4 1、研究前提：物体（小车）的质量保持一定 3、结论：、结论：m一定时，一定时，小车质量m/kg 作用力 F/kg相等时间t内位移 s/m小车1 0.250 200.8小车2 0.250 100.42、演示过程及测出的数据（参考）、演示过程及测出的数据（参考）由 及所以：所以：2021/8/11 星期三5二、加速度和质量的关系二、加速度和质量的关系 2021/8/11 星期三6由此可知：当外力当外力F一定时，一定时，物体的加速度与其质量成反比，物体的加速度与其质量成反比，即：即：2021/8/11 星期三7三、牛顿第二定律1牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比 2牛顿第二定律的数学表达式：牛顿第二定律的数学表达式：比例常数比例常数k与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用国际单位制中单位，则国际单位制中单位，则 （1）牛顿（）牛顿（N）力的规定：使质量为）力的规定：使质量为1kg的物体产生的物体产生1ms2的的加速度的力，叫做加速度的力，叫做1N （2）牛顿第二定律：）牛顿第二定律：F=ma（各量用国际制单位）（各量用国际制单位）2021/8/11 星期三8牛顿第二定律的理解同体性：同体性：公式中、必须是同一研究对象公式中、必须是同一研究对象正比性：正比性：a与合外力与合外力F成正比，与质量成正比，与质量m成反比成反比矢量性：矢量性：a与合外力与合外力F的方向始终相同的方向始终相同瞬时性：瞬时性：a和合外力和合外力F是瞬时对应关系，某一时刻是瞬时对应关系，某一时刻的力决定了这一时刻的加速度，如合外力的力决定了这一时刻的加速度，如合外力F随随时间变化，时间变化，a也随时间变化，只有合外力也随时间变化，只有合外力F恒定恒定时，时，a才恒定，物体才做匀变速运动。才恒定，物体才做匀变速运动。2021/8/11 星期三9例题1 一辆卡车空载时质量为一辆卡车空载时质量为3.5 103 kg,最最大载货量为大载货量为2.5 103 kg,用同样大小的力用同样大小的力,空载时空载时能使卡车产生的加速度能使卡车产生的加速度1.5m/s2,满载时卡车的满载时卡车的加速度是多少加速度是多少?0.875m/s2FMmaa解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律又又满载时卡车的加速度满载时卡车的加速度2021/8/11 星期三10例题2 物体质量为，放在光滑水平面物体质量为，放在光滑水平面上，同时受到大小为和的两个水平力上，同时受到大小为和的两个水平力作用，物体的加速度可能是：作用，物体的加速度可能是：.B.2/s2 C.4/s2 D.5/s2提示：合力大小为提示：合力大小为37N,加速度大小为加速度大小为F/m,即即1.53.5m/s22021/8/11 星期三11练习11.从牛顿第二定律知，无论怎么小的力都可以使物从牛顿第二定律知，无论怎么小的力都可以使物体产生加速度，但是用较小的力去推地面上很体产生加速度，但是用较小的力去推地面上很重的物体时，物体仍然静止，这是因为：重的物体时，物体仍然静止，这是因为：.推力比静摩擦力小推力比静摩擦力小.物体有加速度，但太小，不易被察觉物体有加速度，但太小，不易被察觉.物体所受推力比重力小物体所受推力比重力小.物体所受合外力仍为零物体所受合外力仍为零 提示：研究的问题中物体受几个力？水平方提示：研究的问题中物体受几个力？水平方向受到向受到 、。推力推力静摩擦力静摩擦力为什么物体为什么物体“仍然静止仍然静止”？推力推力 静摩擦力静摩擦力最大最大2021/8/11 星期三12练习2.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间：当力刚开始作用的瞬间：.物体立即获得速度物体立即获得速度.物体立即获得加速度物体立即获得加速度.物体同时获得速度和加速度物体同时获得速度和加速度.由于物体未来得及运动，所以速度和加速度由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零。都为零。牛顿第二定律的性质有：瞬时性。即瞬间得到牛顿第二定律的性质有：瞬时性。即瞬间得到加速度。加速度。2021/8/11 星期三13练习33、2N的合外力能使物体产生的合外力能使物体产生2m/s2 的加速度，要的加速度，要想使该物体产生想使该物体产生10m/s2加速度，需要多大的外加速度，需要多大的外力？力？提示：物体的质量不变。提示：物体的质量不变。2021/8/11 星期三14练习44.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态一物体在几个力的共同作用下处于静止状态现使其中向东的一个力现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值（方向不变），则又马上使其恢复到原值（方向不变），则A物体始终向西运动物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小物体的加速度先增大后减小D物体的速度先增大后减小物体的速度先增大后减小向东的力向东的力F逐渐减小到零逐渐减小到零合外力向西且逐渐增加合外力向西且逐渐增加为为F加速度向西逐渐增大到加速度向西逐渐增大到F/m;马上使其恢复马上使其恢复到原值到原值合外力恢复为零合外力恢复为零加速度为零；过程中加速度为零；过程中物体速度向西，且增大至物体速度向西，且增大至a=0为止。为止。2021/8/11 星期三15小结牛顿第二定律内容：牛顿第二定律内容：物体的加速度物体的加速度a跟所受合外力跟所受合外力F成正比，成正比，跟物体的质量跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同力的方向相同牛顿第二定律数学表达式：牛顿第二定律数学表达式：F=ma力的单位力的单位N的定义：的定义：1N=1kg 1m/s2牛顿第二定律的理解：牛顿第二定律的理解：同体性、正比性、矢量性、瞬时性同体性、正比性、矢量性、瞬时性 2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17