人教版物理必修一第四章牛顿第二定律课件-ppt精品课件

人教版物理必修一 第四章第3节牛顿第二定律课件（共26 张PPT ）
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牛顿第二定律
２.从F=ma得到m=F/a，可见物体的质量： Ａ.跟合外力成正比； Ｂ.跟加速度成反比； Ｃ.跟合外力及加速度无关； Ｄ.跟合外力及加速度比值有关
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例题：
• 一个质量为2kg的物体同时受到两个力 的作用，这两个力的大小分别为2N和 6N，当两个力的方向发生变化时，物 体的加速度大小可能为：
A．1m／s2 B．2m／s2 C．3m／s2 D．4m／s2
根据牛顿第二定律，如果一个物体同时受到几个力的作 用，物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，题目所 给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同 时合力最大，最大值为2＋6＝8（N），当两个力方向 相反时合力最小，最小值为6－2＝4（N），当两个力 的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于2N而 小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小 2N F 8 N．
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应用举例
例1、从牛顿第二定律知道，无论怎样小的 力都可以使物体产生加速度。可是我们用力 提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿 第二定律有无矛盾？为什么？ 答：没有矛盾，由公式F合=ma看，F合为合 外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加 速度，这个力应是合外力。现用力提一很重 的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。 由受力分析可知F+N-mg=0。
m成反比 牛顿第二定律
1.内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质 量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.
2.公式: F合=ma
3.注意点:矢量性,瞬时性,同时性和独力性.
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感谢观看，欢迎指导！ 1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约
思考：
1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？
m 是标量，F 和 a 是矢量。
2、在这两个矢量中它们的关系是怎么样？
“力是产生加速度的原因”，即物体受力方向决定物体的加速度方 向。故力 F 的方向和加速度 a 的方向是一致的。
3、一辆小汽车的质量 m1=8.0×102kg ，所载乘客的质量是 m2=2.0×102kg ，用同样大小的牵引力，如果不载人时小汽车产生 的加速度是a1=1.5 m/s2，载人时产生的加速度a2是多少（忽略阻力）
其实物体往往不止受到一个力的作用，物体受几个 力作用时，牛顿第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力， 这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为：
物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟 物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相 同。即
F合 = ma
关于牛顿第二定律的说明:
1.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体，即研究对象
v = 14s41 km/h
s2
t = 0.50s
F = 0.4mg 匀减速直线运动
匀速直线运动
分析：汽车间的距离 s = s1 ＋s2 汽车在 s1 做匀速直线运动 s1 = v t 在s2 汽车做初速度 v0 = 144 km/h v t = 0 的匀减速直线运动
解： s1 = v t = 40×0.5 =20 m
解：由牛顿第二定律： F = ma 可知牵引力的大小
F = m1 a1
= 8.0×102× 1.5
=1.2× 103N
a2 =
由于载人和不载人时牵引力是同样大的,故：
—m—2+Fm—1
=1.2 m/s2
3瞬时性：a与F合是瞬时对应关系
a、F合
同时产生 同时消失 同时变化
4. 独立性：每个外力对应于一个加速度， 合外力对应于合加速度．
根据牛顿第二定律可得a=F合/m，当两个力取不同的方 向时，物体的加速度大小 2m/s 2 a 4m/s 2
所以，答案应选择B、C、D．
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牛顿第二定律
１.在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说 法，正确的是： Ａ.在任何情况下k都等于１； Ｂ.k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的； Ｃ.k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的； Ｄ.在国际单位制中，k=1．
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牛顿第二定律
３.下列说法中正确的是： Ａ.物体所受合外力为零，物体的速度必为零． Ｂ.物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大． Ｃ.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致． Ｄ.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同．
指作用在物体上的每个力都将独立地产生 各自的加速度，与物体是否受其他力的作 用无关，我们常称之为力的独立作用原理．
合力的加速度即是这些加速度的矢量和．
注意事项:
1.矢ຫໍສະໝຸດ Baidu性:(a与F合方向相同)
2.瞬时性:(a与F合 同时产生,同时消失,同时变化) 3.同体性:( a与F合 , m都属于同一物体，既研究对象统一性）
4.独立性:(X方向的合外力产生X轴方向的加速
度,Y方向的合外产生Y轴方向的加速度, Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y
此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况，物体受几 个力作用时，牛顿第二定律公式 F = ma 中的 F 表示合力，这样我 们可以把牛顿第二定律进一步表述为：
物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟
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课后思考:一小球从竖直在地面上轻
弹簧正上某处自由落下,试分析小球从 刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球 的速度.加速度怎样变化?
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1 、为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知 某高速公路的最高限速 v = 144 km/h 。假设前方车辆突然停止， 后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历 的时间（即反应时间）t = 0.50s 。刹车时汽车受到的阻力的大小F 为汽车重力的0.40倍。该高速公路上汽车间的距离 s 至少应为多少 （g = 10 m/s2）
M
m 0a.′875m/s2
解：根据牛顿第二定律
F
F Ma 又 F (M m)a (M m)a Ma
满载时卡车的加速度
a
M M
m
a
3.5 103 3.5103 2.5103
1.5
0.875m
/
s2
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知识形成
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
a∝ —mF 或者F∝ma
进一步可以将表达式改为：
F = k ma
其中 k 为比例常数
当取k =1，此时关系式可简化为：
F =ma
a=F/m
此即为牛顿第二定律的数学表达式。
牛顿第二定律
牛顿第二定律的理解: . 由F合=ma计算出的a是相对地面而言的。 . 利用F合=ma时必须统一单位（国际单位制）
a = —mF = —-0.—4mm—g = -0.4g = -4 m/s2
S2 = 400 m S = S1+ S2 = 420 m
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小结:
1.加速度a与F的关系:物体质量一定时,加速度a与合 外力F合成正比. 2.加速度a与m的关系:物体受合外力一定时,加速度a与
解析:关键要考虑摩擦力f。
由a1 =(F－f)/m, a2 =(2F－f)/m ＞2(F －f) =2 a1
2.物体受几个力作用处于静止状态,若将其中一个力逐渐减小 到0,再逐渐恢复到原值,物体加速度和速度怎样变化?
答案:加速度先增大后减小,速度一直增大.
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对牛顿运动定律的理解：
（2）力和运动的关系
例：自由落体
F合一定
a一定
匀变速运动
F合变化 F合=0
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a变化 a=0
非匀变速运动
静止或 匀速运动
圆周运动 平衡状态
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下面说法正确与否：
牛顿第二定律
牛顿第二定律的内容
——物体的加速度a跟作用在物体上的合外力力F成正比，跟
物体的质量m成反比。
数学式： a∝F合
a 1 m
a F合 m
a k F合 m
当适当选取单位使k=1, 则: F合 =ma
使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，规定为1N.
说明： 1.因果关系——力是产生加速度的原因。
物体的质量成反比加速度的方向跟合力的方
向相同。即
练习：
F合 = ma
F1
一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力
F合
F1 = 10 N 和 F2 = 10 N 的共同作用，这个物体产 生的加速度是多大？
F2
解法1：先由平行四边形法则可知， F1、 F2、F合 构成 了一个等边三角形，故 F合 =10 N a = F合 /m =10/2 = 5 m/s2
统一性）
2.矢量性:(a与F合方向相同)
矢量性：a、F合都是矢量 注意：a的方向与F合方向一定相同
v的方向与F合方向不一定相同
前面第一章我们已学过：a、v同向，加速； a、v反向，减速
a的方向与F合方向一定相同 所以，我们可得出这样的结论：
若v、F合的方向相同，物体做加速运动 若v、F合的方向相反，物体做减速运动
解法2：先分别求出 F1、 F2 产生 的加速度a1、 a2 再根据平行四边 形法则求 a1、 a2 的合加速度a合
a1
a合 a2
a1 = F1/m =10/2 = 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2 = 5 m/s2 由于加速度的方向与力的方向一至，故a1、 a2也成 1200角a1、 a2、a合 构成了一个等边三角形，故 a合 =5 m/s2
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• (补充)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?
A、同一物体所受合外力越大，加速度越大。 B、同一物体所受合外力越大，速度也越大。 C、物体在外力作用下做加速直线 运动，当合外力逐渐减小时，物体的加速度逐渐 减小，物体的速度也逐渐减小。 D、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
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例2、下列说法中正确的是（
）
A．物体所受合外力越大，加速度越大。
B．物体所受合外力越大，速度越大。
C．物体在外力作用下做匀加速直线运动，当 合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。
D．物体的加速度大小不变一定受恒力作用
根据牛顿第二定律，物体受的合外力决定了物体 的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以， B说法错误。
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小试牛刀:
1.质量为m的物体放在粗糙水平面上受水平F时产生
加速度为a1 ,当水平力为2F时,加速度a2,关于a1 与a2
的关系正确的是：
（）
C
A. a2 ＝ 2a1 B. a2 ＜ 2a1 C. a2 ＞ 2a1 D. a1 ＝ a2
2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单 位水体 该鱼的 产量有 可能相 同
3.物体的两个分运动是直线运动，则 它们的 合运动 一定是 直线运 动 4.若两个互成角度的分运动分别是匀 速直线 运动和 匀加速 直线运 动，则 合运动 一定是 曲线运 动 5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实 验研究 中发现 ，低浓 度的生 长素促 进细胞 的伸长 ，但生 长素浓 度增高 到一定 值时， 就会促 进切段 中乙烯 的合成 ，而乙 烯含量 的增高 ，反过 来又抑 制了生 长素促 进切段 细胞伸 长的作 用。 7.先用低 倍镜找 到叶肉 细胞， 然后换 用高倍 镜观察 。注意 观察叶 绿体随 着细胞 质流动 的情况 ，仔细 看看每 个细胞 中细胞 质流动 的方向 是否一 致致。 8.内质网 以类似 于“出 芽”的 形式形 成具有 膜的小 泡，小 泡离开 内质网 ，移动 到高尔 基体与 高尔基 体融合 ，成为 高尔基 体的一 部分。 高尔基 体又以 “出芽 ”方式 形成小 泡，移 动到细 胞膜与 细胞膜 融合， 成为细 胞膜的 一部分 。 9.使细胞具有一个相对稳定的内部环 境。在 物质的 运输与 交换及 信息传 递中起 决定性 作用。 10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核 细胞中 ，因此 根据核 糖体的 有无不 能确定 这些生 物的类 别。 11.汗液的主要成分是水，也含有无机 盐和尿 素等物 质。酷 暑季节 ，室外 作业的 工人出 汗多， 水、无 机盐被 排出， 造成体 内水、 无机盐 的含量 减少。 失水过 多，会 脱水而 危及生 命。生 物体内 无机盐 离子必 须保持 一定的 比例， 这对维 持细胞 内的渗 透压和 酸碱平 衡很重 要，这 是生物 体 进行正常 生命活 动必要 的条件 。大量 出汗后 ，除补 充水分 外，还 应该补 充无机 盐，所 以应喝 盐汽水 。