新人教版必修1探究牛顿第二定律(新)课件

牛顿第二定律的数学表达式
F a m
a
F k m
F k ma
F kma
F ma
质量为１ｋｇ的物体，获得１ｍ/ｓ2的加 速度时，受到的合外力为k值,若F定为１Ｎ
k 1
牛顿第二定律的理解



同体性： 公式中Ｆ、ｍ、ａ必须是同一研究对象 矢量性： 合外力F的方向决定加速度a的方向。 瞬时性： a和合外力F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F随时间变 化，a也随时间变化，只有合外力F恒定时，a 才恒定，物体才做匀变速运动。
物体所受的合外力越大，加速度越大。 物体所受的合外力越大， 速度越大。
C. 物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐 渐减小。 物体的速度逐渐减小。
D.物体的加速度不变，一定受恒力的作用。
分析： B、C不对。根据牛顿第二定律，物体受的合 外力决定了物体的加速度，而加速度大小与速度大小 无关。所以，B错误，物体做匀加速运动说明加速度 方向与速度方向一至。当合外力减小但方向不变时， 加速度减小但方向也不变，所以物体仍然做加速运动， 速度增加。C错误。
牛顿第一定律告诉我们，当物体受到外力作用 时，物体的速度会发生改变，但它无法解释速度会怎 样改变。速度改变的快慢由加速度来描述。因此探寻 物体力与运动之间规律的出发点，是考虑加速度与什 么因素有关。
列车起动时，速 度是缓慢增加的，加 速度较小。影响加速 度的原因是列车牵引 力不够大还是列车质 量太大呢？
影响加速度的因素
通过我们日常的一些经验可以知道，物体所获得的
加速度与物体的受力情况和物体的质量都有关系。
加速度是不能直接测量的物理量，只能通过对时间、
位移等的测量间接求得。 由初速度为零的匀加速直线运动的位移公式：
1 2 x at 2
2x a 2 t
式中通过对时间和位移进行测量，再通过计算可 以得出加速度的大小。
例题

物体质量为２ｋｇ，放在光滑水平面上，同时 受到大小为２Ｎ和５Ｎ的两个水平力作用，物 体的加速度可能是： Ａ.０ B.2ｍ/s2 C.4ｍ/s2 D.5ｍ/s2
提示：合力大小为3～7N,加速度大小为ΣF/m, 即1.5~3.5m/s2
练习

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 很重的物体时，物体仍然静止，这是因为： Ａ.推力比静摩擦力小 Ｂ.物体有加速度，但太小，不易被察觉 Ｃ.物体所受推力比重力小 Ｄ.物体所受合外力仍为零 提示：研究的问题中物体受几个力？水平方向 推力 静摩擦力 最大 受到 、 。 为什么物体“仍然静止”？ 推力<静摩擦力
复习巩固
如图所示, 一个劈形物体M, 各面均光滑, 放在固
定的粗糙的斜面上上表面成水平, 在水平面上放一 光滑小球m, 劈形物体从静止开始释放, 则小球在 碰到斜面前的运动轨迹是( ) B A. 沿斜面向下的直线 B. 竖起直的直线 C. 无规则曲线 m D. 抛物线 M
复习巩固
有一仪器中电路如图所示, 其中M是质量较大
练习

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： Ａ.物体立即获得速度 Ｂ.物体立即获得加速度 Ｃ.物体同时获得速度和加速度 Ｄ.由于物体未来得及运动，所以速度和加速度 都为零。 牛顿第二定律的性质有：瞬时性。即瞬间得到 加速度。
练习
下面的哪些说法不对？为什么？
A. B.

结论：
相等时间t内S1为S2两倍即： a1为a2两倍
aF
加速度a与质量m的定量关系

实验： 保持两小车的拉力F相等，改变小车的质量 （如m1为m2两倍）比较其在相等时间t内通过 的位移S1和S2。

结论：
相等时间t内S2为S1两倍即： a2为a1两倍
1 a m
牛顿第二定律
用F表示物体所受合力的大小，a表示物 体获得的加速度大小，m表示物体的质量， F a 则： m 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．
练习

2N的合外力能使物体产生2m/s2 的加速度，要 想使该物体产生10m/s2加速度，需要多大的外 力？
提示：物体的质量不变。
F F a a
a 10 F F 2 10 N a 2
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： ΣF=ma 力的单位N的定义： 1N=1kg1m/s2 牛顿第二定律的理解： 同体性、矢量性、瞬时性
的一个金属块, 两端与弹簧相连接, 将仪器固定 在一辆汽车上, 当汽车启动时, 哪只灯亮? 当汽 车急刹车时, 哪只灯亮?
为什么?
当汽车启动时，Biblioteka Baidu 灯亮; 当汽车急刹车 时,红灯亮.
力是物体产生加速度的原因
物体运动状态改变： 物体的速度的大小和（或）方向发生了变化．



运动状态改变，△ v≠0 ，由 a=△v/△t 可 知，a ≠0 。 力改变了物体的运动状态，即力是物体产 生加速度的原因
研究思路

先保持物体质量m不变，研究它的加速度a跟物 体所受合力F的关系， 再保持物体所受合力F相同，研究物体的加速 度a跟它的质量m的关系． 最后用数学的方法把实验得出的a跟F的关系及 a跟m的关系综合起来，找出a跟F和m的关系．


变量控制法
加速度a与所受合力F的定量关系

实验：
保持两小车的质量m相等，改变拉力（如F1 为F2两倍）比较其在相等时间t内通过的位 移S1和S2。
质量是物体惯性大小的量度
分析大车与小车启动和刹车时的运动情况。
在相同的力作用下，质量小的物体产生 的加速度大，运动状态容易改变，我们 说它的惯性小； 在相同的力作用下，质量大的物体产生 的加速度小，运动状态难改变，我们说 它的惯性大．


我们通常通过改变物体的质量大小来改变 的物体的惯性.
影响加速度的因素
探究牛顿第二定律
复习巩固
如图所示，在一辆表面光滑的小车上, 放有质量
分别为m1、m2的两个小球, 随车一起匀速运动, 当 车突然停止运动, 如不计其他阻力，设车无限长, 则两个小球( B ) A. 一定相碰 B. 一定不相碰 m m 1 2 C. 若m1>m2则肯定相碰 v D. 若m1<m2则一定不相碰