【课件】牛顿第二定律 2023-2024学年高一物理人教版（2019）必修第一册.pptx

教学目标第3节 牛顿第二定律第四章 牛顿运动定律1.1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式2.2.理解公式中各物理量的意义及相互关系理解公式中各物理量的意义及相互关系3.3.知道在国际单位制中力的单位是如何定义的知道在国际单位制中力的单位是如何定义的 4.4.会运用牛顿第二定律的公式进行有关的计算会运用牛顿第二定律的公式进行有关的计算 重点：牛顿第二定律的应用重点：牛顿第二定律的应用难点：牛顿第二定律的意义难点：牛顿第二定律的意义1.牛顿第一定律的意义：2.影响加速度的因素：力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。物体所受的合外力F和物体的质量m3.探究加速度与力、质量关系的实验结论：结论结论11：质量一定时，加速度与合外力成正比：质量一定时，加速度与合外力成正比结论结论22：合外力一定时，加速度与质量成反比：合外力一定时，加速度与质量成反比复习导入复习导入若规定质量为的物体，获得/2的加速度时受到的合外力大小为.一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟它所受合外力成正比，跟它的质量 物体加速度的大小跟它所受合外力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同 成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同用F合表示物体所受的合力，a表示物体获得的加速度，m表示物体的质量，则：2.表达式：二、对牛顿第二定律的理解二、对牛顿第二定律的理解2.2.同体性：同体性：5.5.统一性：统一性：公式中、必须是针对同一研究对象.F、m、a必须使用统一的国际单位.3.3.矢量性：矢量性：a与合外力F的方向始终相同.4.4.瞬时性：瞬时性：某时刻的合外力决定该时刻的加速度,即加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失.1.1.因果性：因果性：力是产生加速度的原因，加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果.7.7.相对性：相对性：该定律只在惯性参考系中成立.6.6.独立性：独立性：每个力都独立地产生一个加速度.8.8.局限性：局限性：该定律只适用于低速运动和宏观物体.相对地面静止 相对地面静止或做匀速直线 或做匀速直线运动的物体 运动的物体解：卡车空载时根据牛顿第二定律有卡车满载时根据牛顿第二定律有例1.一辆卡车空载时质量为3.5103 kg,最大载货量为2.5103 kg,用同样大小的力,空载时能使卡车产生的加速度1.5m/s2,满载时卡车的加速度是多少?解：合力大小为3N7N,加速度大小为F合/m,即1.5m/s2 3.5m/s2例2.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作用，物体的加速度可能是.B.2/s2C.4/s2 D.5/s2另解：2N的力独立产生的加速度大小为a1=1.0m/s25N的力独立产生的加速度大小为a2=2.5m/s2例3.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：.物体立即获得速度.物体立即获得加速度.物体同时获得速度和加速度.由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零点评：点评：加速度可以突变，加速度可以突变，速度只能渐变速度只能渐变.向东的力F逐渐减小到零合外力向西且逐渐增加为F加速度向西逐渐增大到F/m;F逐渐恢复到原值合外力向西逐渐减小为零加速度向西逐渐减小为零；整个过程中物体速度一直向西，且逐渐增大至a=0时为止。例4.一个物体在几个恒定的共点力的作用下处于静止状态.现仅使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又立即逐渐恢复到原值，则.物体始终向西运动.物体先向西运动后向东运动.物体的加速度先增大后减小.物体的速度先增大后减小牛顿第二定律瞬时性的理解分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.1.中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以下几个特性.（1）轻：其质量和重力均可视为等于零，同一根绳（或线）中各点的张力大小相等，其方向总是沿着绳（线）且背离受力物体的方向.（2）不可伸长：即无论绳（线）所受力多大，绳子的长度不变，发生和恢复形变的时间可不计，故绳中张力可以“突变”.（3）刚性杆、绳（线）或接触面都可认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体.若剪断（或脱离）后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的杆、细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此种模型来处理.点评：微小形变产生的弹力大小可以突变点评：微小形变产生的弹力大小可以突变.牛顿第二定律瞬时性的理解2.中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有以下几个特性.（1）轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等.（2）弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力.（3）由于弹簧和橡皮绳受力时，要恢复形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变.一般题目中所给的弹簧、和橡皮绳在不加特殊说明时，均可按此种模型来处理.点评：明显形变产生的弹力大小不能突变点评：明显形变产生的弹力大小不能突变.例1.如图所示，两个质量相同的小球A和B，甲图中两球用不可伸长的细线连接，乙图中用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来，求剪断细绳的瞬间两球的加速度多大.A AB B甲 乙解：未剪断前，下面细线、弹簧的弹力均为mg，上面细绳的拉力均为2mg.剪断细绳的瞬间，甲图中细线上的弹力立即消失，A、B两球立即一起向下做自由落体运动，故剪断细绳的瞬间，乙图中弹簧上的弹力仍然为未剪断前的值，故由牛顿第二定律知例2.如图所示，质量分别为m、2m的物体A、B叠放在水面上，现用大小为3mg的竖直向下的压力F压物体A，直到系统静止在水面上，此时B物体仍未全部进入水中，求突然撤去力F的瞬间A、B两物体的加速度和它们间的弹力各多大？FAB解：未撤F前AB整体静止，B所受浮力为：撤F瞬间，B所受浮力不变，对AB整体有：未撤F前AB间的弹力为：撤F瞬间，对A有：本节小结 牛顿第二定律内容：物体的加速度a跟所受合外力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同 牛顿第二定律数学表达式：F=ma 力的单位N的定义：1N=1kg1m/s2 牛顿第二定律的理解：因果性、同体性、矢量性、瞬时性、独立性