2018版第4节牛顿第二定律
物理必修1人教版 4.3 牛顿第二定律(共38张PPT)(优质版)
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。
a F a 1
a F m
Fkma
m
2、表达式：
（1）比例式：a
3、理解：
F m
（2）等式：F=kma
4.3 牛顿第二定律
二、牛顿第二定律
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。
4.3 牛顿第二定律 【探究活动3】一辆小车正在水平向右匀加速直线运 动，小车顶上悬挂着与小车相对静止的一个小球，则 小球受到的合力是什么方向？
静止时的小车和小球
4.3 牛顿第二定律 【探究活动4】在光滑斜面上匀加速下滑的物体受到 的合力方向是哪个方向？
θ
4.3 牛顿第二定律 三、力的单位
4.3 牛顿第二定律
匀加速运动恰能使斜面上的物体相对斜面静止，这时
候斜面的加速度应该有多大？ y
FNy
FN
F θ
FNx
x
Gθ
Fy合 FNy-mg0 a F N xF N s3 i0 n m3 g 0 sgin t3 0 a n 3 g
Fx合 FNx ma
m m m3 0 c os 3
4.3 牛顿第二定律
你能总结出应用牛顿第二定律求加速度的步骤吗？
4.3 牛顿第二定律 二、牛顿第二定律
【探究活动1】从牛顿第二定律我们知道，无论怎样小的力都 可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子， 却提不动它。这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？
FN
G
4.3 牛顿第二定律
二、牛顿第二定律
【探究活动1】从牛顿第二定律我们知道，无论怎样小的力都 可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子， 却提不动它。这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？
高中物理第四章第四节牛顿第二定律教案3粤教版必修1
第4节牛顿第二定律本节教材分析三维目标（一）知识与技能1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。
3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。
（二）过程与方法1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。
2、培养学生的概括能力和分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观1、渗透物理学研究方法的教育。
2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
教学重点牛顿第二定律教学难点牛顿第二定律的意义教学建议高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。
建议教师首先要对新标准做出自己的分析和判断，结合新标准要求，认识到，要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容，更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题，更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。
牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。
应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象。
数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。
否则就会将活的规律变为死的公式。
新课导入设计导入一引入新课教师活动：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。
教师提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？学生活动：学生观看，讨论其可能性。
点评：通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力教师活动：提出问题让学生复习回顾：l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系？学生活动：学生回顾思考讨论。
牛顿第一、二、三定律的关系
牛顿第一、二、三定律的关系作者：袁伟来源：《中学课程辅导·教学研究》2018年第04期摘要：牛顿的第一、二、三定律并不是分立的，而是有着紧密联系的，本文通过分析牛顿第一定律与牛顿第二定律的联系、牛顿第二定律与牛顿第三定律的联系，并且通过案例分析来具体的说明牛顿第一、二、三的联系。
关键词：牛顿定律；“一、二、三”的联系一、牛顿第一、二定律的关系牛顿第二定律是对牛顿第一定律的进一步说明，因为牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因，物体受到合外力时，它的运动状态就会发生改变，物体的运动状态就是物体速度，也就是物体受到合外力时，物体的速度就发生了改变。
而牛顿第二定律说明了合外力是怎样改变物体的运动状态的，由牛顿第二定律的表达式F=ma可知，当物体受到的合外力不为零时，就会产生一个加速度，有了加速度，物体的速度必然发生改变，所以牛顿第二定律说明了力是怎样改变物体的运动状态的。
比如，一支笔房子桌子上面保持静止状态，当给它一个推力时，它就会移动起来，并且当撤去外力时，它还在运动，运动一段时间后，它又会停下来保持静止状态。
可以用牛顿第一定律解释这样一个过程，笔放在桌子上面保持静止状态是由于它受到的合外力为零；当给它施加一个外力时，由于力会改变物体的运动状态，所以它运动了；由于在运动过程中，它还受到了摩擦力的作用，摩擦力又会改变笔在运动的这种状态，所以最后它又停下来了。
利用牛顿第二定律可以对这个例子进一步的解释，笔放在桌子上面，由于受到合外力为零，所以笔没有加速度，它将保持原有的速度（静止状态）；当受到一个外力时，它就会产生一个加速度，物体的速度就发生改变，它就由静止开始运动；运用过程中受到了摩擦力的作用，它就会产生一个与运动发现相反的加速度，迫使它做减速运动，所以它最后停下来了。
二、牛顿第二定律与牛顿第三定律的关系利用牛顿第三定律可以更好的运用牛顿第一、二定律，牛顿第二定律说明了力是怎样改变物体的运动状态的，所以要分析一个物体的运动状态就必须明确物体的受力情况，对于只有一个物体的研究对象来说，在分析它的受力时是比较简单的，直接把所有的力合成即可，但是对于多个物体组成的体系，若要研究其中一个物体时，就要采用隔离法进行研究，而在研究物体的相互作用力时，采用牛顿第三定律就比较方便，因此，牛顿第三定律可以使牛顿第一、二定律运用起来更加方便。
第四节 能量守恒定律
第三章
第4节
四、机械能守恒定律 机械运动：宏观物体在宏观上的运动 从宏观上看: 内力中可能有非保守内力 例如：摩擦力是非保守内力 因为: (1)滑动摩擦永远与相对位移的方向相反 ，它所作的功取决于运行的路径，而且即使 路径闭合，功也不为零。 (2)流体的摩擦与相对速度的方向相反， 它取决于速度而不是位置。 但我们绝不能认为，由于象摩擦这类非 保守力的存在，就必须意味着在基本粒子间 也可能有非保守性相互作用的存在。
Fz =
EP z
第4节
例3-8 恒力所作的功与势能 解：设质点 m 在一大小和方向都恒定的力 F 作用下运动，当质点沿路径从A运动到 B 时 ，恒力 F 所作的功为： A = AB F(r)dr = FAB dr = F( rB - rA ) = F rB - F rA 结论: 恒力 F 所作的功与路径无关。
第三章
物理学史上不止一次地发生过这样的情 况。在某类新现象里似乎有一部分能量消失 了或凭空产生出来，后来物理学家们总能够 确认出一种新的能量形式，使能量的守恒律 得以保持。虽然我们不能给能量下个普遍的 定义，但这决不意味着它是一个可以随意延 拓的含糊概念。关键的问题是科学家们确定 了能量转换的各种当量，从而使得能量守恒 定律可以用实验的方法加以定量地验证或否 定。此外，每确认出一种新形式的能量之后 ，在其基础上建立起来的理论，又能定量地 预言一大批新效应，后者经受住了新实验的 检验。
第三章
第4节
例如：两个质点 m1和 m2，它们被一弹性系 数为k的弹簧联结在一起，如果该系统被抛 在空中（无其他外力作用）， 动能：Ek = m1v12 / 2 + m2v22 / 2 内势能：Epi = k x2/ 2 （ x是一弹簧的形变） 外势能：Epe = m1gh1 + m2gh2 h1、h2 分别是 m1和 m2 在地球表面上的高度 系统原能：U = m1v12 / 2 + m2v22 / 2 + k x2/ 2 总能量：E = m1v12 / 2 + m2v22 / 2 + k x2/ 2 + m1gh1 + m2gh2 在运动过程中：
高中物理必修一 第4章第4节 牛顿运动定律的应用练习)解析版)
第四章运动和力的关系4. 5 牛顿运动定律的应用一、单选题1、航母“辽宁舰”甲板长300m，起飞跑道长100m，目前顺利完成了舰载机“歼-15”起降飞行训练。
“歼-15”降落时着舰速度大小约为70m/s，飞机尾钩钩上阻拦索后，在甲板上滑行50m左右停下，（航母静止不动）假设阻拦索给飞机的阻力恒定，则飞行员所承受的水平加速度与重力加速度的比值约为( )A．2B．5C．10D．50【答案】B【解析】根据速度和位移关系可知：v2−v02=2ax，解得：a=0−7022×50=−49m/s2，故ag=499.8=5，故B正确，A、C、D错误；故选B。
2、交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是15m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.75,该路段限速60km/h,取g=10m/s2,则汽车刹车前的速度以及是否超速的情况是( )A．速度为7.5m/s,超速B．速度为15m/s,不超速C．速度为15m/s,超速D．速度为7.5m/s,不超速【答案】B【解析】设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：μmg=ma解得：a=μg=7.5m/s2由匀变速直线运动的速度位移关系式有：v02=2ax可得汽车刹车前的速度为：v0==15m/s=54km/h＜60km/h所以不超速．A．速度为7.5m/s，超速，与结论不相符，选项A错误；B．速度为15m/s，不超速，与结论相符，选项B正确；C．速度为15m/s，超速，与结论不相符，选项C错误；D．速度为7.5m/s，不超速，与结论不相符，选项D错误；3、一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s，随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s；如此反复，只改变力的方向，共历时1min，之后撤去该力。
2018-2019高考力学实验中的图像之牛顿第二定律
2
3 4 5 0.59 0.79 1.00
（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg （保留2位有效数字，重力加速度取g=10 m· s–2）。 对于挂在下面的n个钩码：nmg＝(M＋Nm)a； 解得
mg a n M Nm
mg k 0.2 M Nm
M 0.45kg
（3）对应于不同的n的a值见下表。 n 1 n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b） 求出此时小车的加速度（保留2位有效 a (m· s–2) 0.20 数字），将结果填入下表。 （4）利用表中的数据在图 （c）中补齐数据点，并作 出a-n图像。从图像可以看 出：当物体质量一定时， 物体的加速度与其所受的 合外力成正比。 （5）利用a–n图像求得小车 （空载）的质量为_______kg （保留2位有效数字，重力加 速度取g=10m· s–2）。
1
2
3
4
5
次数 小车加速度 a/(m· s-2) 1/M（kg-1）
1
2
3
4
5
0.78 0.38 0.25 0.20 0.16 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
0.78 0.38 0.25 0.20 0.16 5.00 2.50 1.67 1.25 1.00
M (kg )
1 (kg 1 ) M
问题6：图像随着F的增大图像会发生什么变化，为什么？
因为：a=
mg M m
故a=
1 F M m
砂和砂桶的重力大小代替绳子拉力， 必有m＜＜M， 而不满足m＜＜M时， 随m的增大物体图像的斜率k逐渐减小． 故图象弯曲的原因是：
未满足砂和砂桶质量远小于小车的质量．
问题7：如果想让图像不弯曲，可以怎么设计实验？
高中物理 第四章第三节《牛顿第二定律》课件 新人教必修1
• 特别提醒：
• 物体的加速度的方向与物体所受的合外力 是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相 同，但速度v的方向不一定与合外力的方 向相同．
• 如图所示，对静止在光滑水平面上的物体 施加一水平拉力，当力刚开始作用瞬间 •( )
• (1)确定研究对象(有时选取合适的研究对 象，可使解题大为简化)
• (2)分析研究对象的受力情况，画出受力分 析图
• (3)选定正方向或建立适当的正交坐标系 • (4)求合力，列方程求解 • (5)对结果进行检验或讨论
• 下列说法正确的是
•( ) • A．物体的速度为零时，合外力一定为零 • B．物体所受合外力为零，速度一定为零 • C．物体所受合外力减小时，速度一定减
B．a1<a2 D．无法判断
• 解析：以滑梯上的孩子为研究对象，受力 分析并正交分解如图所示．
• x方向：mg sinα－Ff＝ma • y方向：FN－mg cosα＝0 • x、y方向联系：Ff＝μFN • 由上列各式解得a＝g(sinα－μcosα) • 与质量无关，A正确．
• 点评：采用正交分解法解题时，不管选取 哪个方向为坐标轴的正方向，所得最后结 果都是一样的．但为使解题方便，应考虑 尽量减少矢量的分解，若已知加速度方向， 一般以加速度的方向为正方向.
小
• D．物体所受合外力减小时，加速度一定 减小
• 解析：由牛顿第二定律F＝ma，以及速度
与加速度的关系a＝
可知：物体
的速度为零时，只能说明在某一时刻物体
处于静止，但并不能说明物体没有加速度，
若有加速度，则合外力不为零，例如汽车
高中物理必修1 4.3 牛顿第二定律公开课课件
4. 当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受的合力。表达式：F合= ma
思考与讨论
一、牛顿第二定律的六个性质
知识小结
1.独立性：作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度 的矢量和。 2.因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度。
3.矢量性：F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与 合力的方向相同。
4.瞬时性：加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。 5.同体性：F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的。 6.相对性：物体的加速度是相对于惯性参系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性 参考系。
二、牛顿第二定律的简单应用
1.解题步骤 (1)确定研究对象. (2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图. (3)求合力F或加速度a. (4)根据F＝ma列方程求解.
Fx＝max 根据牛顿第二定律 列方程求解. Fy＝may
第四章
3 牛顿第二定律
知识回顾 1．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态， 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2．探究加速度与力、质量关系实验成果
当保持物体质量不变时，物体的加 速度与它所受力成正比。
当保持物体受力不变时，物体的 加速度跟质量成反比。
用数学式子表示就是：即a∝F
1 用数学式子表示就是：即a∝ m
自主学习
1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的？ 2. 它的比例式如何表示？ 3.式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎 样定义的？ 4.当物体受到几个力的作用时，式中的F指什么？此时比例 式如何表示？
【课件】第四章 牛顿运动定律第3节《牛顿第二定律》课件2
F、m、a 均取国际单位
【牢记】 :
1、F与a的同向性。加速度的方向总与 合外力方向相同
2、F与a的瞬时性 。同时产生，同时变 化，同时消失
3、力的独立性原理 。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
4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。
5、牛二只适用于惯性参考系 。
①物体受两个力： 合成法 F合 ma
②物体受多个力： 正交分解法
Fx ma （沿加速度方向）
Fy 0 （垂直于加速度方向）
6、牛二适用于宏观低速运动的物体 。
7、 a v 是定义式、度量式； t
a F 是决定式。 。 m
8、不能认为牛一是牛二在合外力为0 时的特例 。
三、用牛顿第二定律解题的方法和步骤
1、明确研究对象（隔离或整体）
2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图 3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合 4、列方程求解
【定义】：物体加速度的大小跟合外力
成正比，跟物体的质量成反
比，加速度的方向与合外力
的方向相同。
【比例式 】：a F m
或 F ma
【等式 】：F kma 其中k是比例系数
F是合外力，而ma是作用效果，
不要看成力，它只是大小相等
【力的单位 】：1N 1kg m / s2
【公式】：
F ma
第四章 牛顿运动定律
4.3 牛顿第二定律
学习目标:
1、掌握牛顿第二定律的文字内容和 数学公式
2、理解公式中各物理量的意义及相 互关系
3、知道在国际单位制中力的单位 “牛顿”是怎样定义的
4、会用牛顿第二定律的公式进行有 关的计算
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【解析】 物体的加速度与物体受到的合外力成正比与物体的质量成反比， 故 A 错误，B 正确．物体的质量决定于物体的体积和密度，与物体受力和加速 度无关，故 C 错，D 正确．
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[ 后思考] 从牛顿第二定律可知，无论多么小的力都可以使物体产生加速度，可是，
我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什 么？
【提示】 不矛盾；因为牛顿第二定律中的力是指合外力，我们用力提一 个放在地面上很重的箱子时，没有提动，箱子受到的合力 F＝0，故箱子的加速 度为零，箱子仍保持不动，所以上述现象与牛顿第二定律并没有矛盾．
惯性参考系
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2.合外力、加速度、速度的关系 (1)力与加速度为因果关系，但无先后关系，力是因，加速度是果．加速度 与合外力方向总相同、大小与合外力成正比． (2)合外力与速度无因果关系．合外力与速度方向可能同向，可能反向，也 可能成任意一个角度；合外力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物 体做减速运动．
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探讨 2：物体的加速度越大，速度越大吗？
【提示】 不一定．物体的加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，物 体的加速度越大，速度变化越快，速度不一定越大．
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[核心点击] 1．牛顿第二定律中的六个特征
力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为 0，物体就具有加速 因果性
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[合作探讨] 探讨 1：静止在光滑水平面上的重物，受到一个很小的水平推力，在力刚作 用在物体上的瞬间，物体是否立即获得了加速度？是否立即获得了速度？
【提示】 力是产生加速度的原因，力与加速度具有同时性，故在力作用 的瞬间，物体立即获得加速度，但由 Δv＝aΔt 可知，要使物体获得速度必须经 过一段时间．
【答案】 BD
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2．(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减小 的水平力的作用，则这个物体运动情况为( )
A．速度不断增大，但增大得越来越慢 B．加速度不断增大，速度不断减小 C．加速度不断减小，速度不断增大 D．加速度不变，速度先减小后增大
【提示】 不一样．前者所受合外力不变，后者所受合外力是变化的 .
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牛顿第二定律及其数学表示
[ 先填空] 1．牛顿第二定律：物体的加速度跟所受合外力成 正__比__，跟物体的质量成 _反__比_ ，加速度的方向跟合外力的方向 相__同__ ． 2．国际上规定，质量为 1 kg 的物体获得 _1_m__/_s2_的加速度时，所受的合外力 为 1_N_.
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(3)两个加速度公式的区别 a＝ΔΔvt 是加速度的定义式，是比值法定义的物理量， a 与 v、Δv、Δt 均无关； a＝mF 是加速度的决定式，它揭示了产生加速度的原因及决定因素：加速度由其 受到的合外力和质量决定．
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1．(多选)关于牛顿第二定律 F＝ma 和变形公式 a＝mF，下列说法中正确的是 ()
度 矢量性 物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失
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同体性 F＝ma 中 F、m、a 都是对同一物体而言的
作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加 独立性
速度的矢量和
物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于 局限性
知
知
识
识
点
点
一
三ห้องสมุดไป่ตู้
第四节 牛顿第二定律
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
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学习目标 1.了解数据采集器在探究牛顿第二定律实验中的作 用． 2．知道力的国际单位“牛顿”的意义，了解 1 N 的 意义． 3．理解牛顿第二定律的内容和公式的确切含义． (重 点) 4 ．会用牛顿第二定律的公式处理力与运动的问 题．(重点、难点 )
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3．在国际单位制中，公式a＝kmF中的比例系数 k 为1_，因此，牛顿第二定律 的数学表达式为 F＝_m_a_.所以应用公式 F＝ma 进行计算时，F、m、a 的单位必 须统一为_国__际__单__位_．
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[再判断] 1．在任何情况下，物体的加速度方向始终与它所受的合外力方向一致．(√) 2．在 F＝kma 中的比例系数 k 在国际单位制中才等于 1.(√) 3．由 F＝ma 知，加速度大的物体，所受的合外力一定大．(×)
3．结果分析 (1)保持滑块的质量 m 不变、_改__变__拉力 F，得到滑块在不同拉力下的速度 — 时间图象，分别求出各速度 —时间图象的 _加__速__度__a_ ，研究_a_与__F__的关系． (2)保持拉力 F 不变，改__变__滑块的质量 m，得到滑块不同质量下的速度 —时 间图象，分别求出各速度 —时间图象的 _加__速__度__a_ ，研究 _a_与__m__的关系．
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[再判断] 1．数据采集器由于采样率高，因而误差较小．(√) 2．保持 m 不变，改变力 F，作出图象可得 a 与F1成正比．(×) 3．保持 F 不变，改变质量 m，作出图象可得 a 与m1 成正比．(√)
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[ 后思考] 物体做匀变速直线运动和非匀变速直线运动时所受的合外力是否一样？
知识脉络
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数字化实验的过程及结果分析
[ 先填空] 1．数据采集器：数据采集器可以通过各种不同的传感器，将各种物理量转 换成电信号记录在计算机中，由于采样率 _足__够__高_，每秒可以达到 20 万次，因而 能记录下物理量的 _瞬__间__变__化_．
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2．位置传感器：记录物体运动过程中 位__置__随时间的变化情况．然后由计算 机软件算出各点的 _速__度__大__小_ ，并作出 _速__度__—__时__间_ 图象．