新人教版必修一高中物理课件：4.3牛顿第二定律

也可写成：F = kma 式中 k 为比例常数，F 为物体所受的合力。
二、力的单位
由 F ＝ kma，得 k = F/ma。人们规定，当 m = 1 kg 时，如果一个力能使它产生 1 m/s2 的加速度，我们就称 这个力为“ 1 个单位的力”，此时 F 的数值必等于 k 的 值，所以 k 的值在这里取 1 。
第四章 牛顿运动定律
第三节 牛顿第二定律
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太空中称体重的原理是什么？为什么与在地球上测体 重的方法不同？本节课就来回答这个问题，我们学习 《牛顿第二定律》。
复习回顾
m 一定，a∝F F一定，a∝1/m
a∝F/m
导出：F ∝ma 写成等式：F = kma
一、牛顿第二定律
1. 内容：物体的加速度与合外力成正比，与物体的质 量成反比。加速度的方向与合外力的方向一致。 2. 比例式：a∝F/m 或 F ∝ma
5. 独立性：对受多个力作用的物体，在应用牛顿第二 定律时，每一个力都能独自产生加速度，并且任意方 向均满足 F＝ ma。若在两个相互垂直的方向上进行正 交分解，在分解时，既可以分解力，也可以分解加速 度，且对应方向上的力产生对应的加速度 ，即：Fx = ax ，Fy = ay 。
例2. 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。 无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会 先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经
于是便有： F＝ma （牛顿第二定律数学表达式） 一个单位的力： F ＝ma＝1 kg×1 m/s2 ＝ 1 kg·m/s2 人们后来为了纪念牛顿，把 kg·m/s2 称作“牛顿”，
并用符号“N”表示。
对牛顿第二定律 (F = ma) 的理解
1. 矢量性：加速度的方向与作用力方向相同。 2. 同体性：加速度和力必须对应同一物体。 3. 统一性: 统一用国际制的单位。 4. 瞬时性：加速度与合外力存学在.科.网着瞬时对应关系──某一 时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有 加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度与力 一样，可以突变，而速度是无法突变的。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
F2x = F1cos 60°， F2y = F1sin 60°
F1y = F2y
所以 F合 = F1x + F2x = 10 N
O
由 F = ma 得
a = F合 /m = 5 m/s2 方向与F合相同，即F1、F2沿角平分线的 方向。
F1 x
F2
用动力学方法测质量
力学问题中，如果知道物体的受力情况和加速度，就可以测出 物体的质量，就是说，质量可以用动力学的方法来测定。下面是用 动力学的方法测定质量的一个有趣的题目：
例1. 如图所示，将质量均为 m 的小球 A、B 用绳 (不可伸
长 ) 和弹簧 (轻质) 连结后，悬挂在天花板上。若分别剪断
绳上的 P 处或剪断弹簧上的 Q 处，下列对 A、B 加速度的
判断正确的是 ( C )
A. 剪断 P 处瞬间，aA = 0，aB = g B. 剪断 P 处瞬间，aA = g，aB = 0 C. 剪断 Q 处瞬间，aA = 0，aB = 0 D. 剪断 Q 处瞬间，aA = 2g，aB = g
。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021
程中，下列说法中正确的是 ( CD )
A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的 速度先增大后减小 D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小 后增大 思考:反弹时什么位置球与弹簧脱离? (原长位置)
4. 如图所示，位于水平地面上的质量为 M 的小木块，在 大小为 F、方向与水平方向成 α 角的拉力作用下沿地面做 加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为 μ，则木块 的加速度为多少？
解析：取 M 为研究对象，其受力情况 如图所示，在竖直方向合力为零，即 Fsin α＋FN ＝Mg 在水平方向由牛顿第二定律得 Fcos α － μFN ＝Ma
a＝Fcosα－μ(MMnα) M
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
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 ( CD )
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
2. 静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，则
FN F阻
FN
F阻
F
G
G
汽车减速时受力情况 汽车重新加速时的受力情况
(2) 汽车重新启动时: 牵引力 F = 2000 N，根据牛顿第二定律得: 加速度 a2= (F － Ff )/m ＝ 1.42 m/s2，方向向前。
解：如图，可知： y
F1x = F1cos 60°， F1y = F1sin 60°
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/17
谢谢观看
历了这两个过程，如图所示。那么: (1) 匀速阶段，顾客受到几个力？ 两个 (2) 加速阶段，加速度方向如何？此时顾客受几个力？
沿斜面向上 3个
FN
Ff
G
6. 局限性：牛顿第二定律仅适用于惯性参考系中宏观、 低速运动的物体，不能用来处理微观粒子和高速物体的 运动。
在中学物理中，物体的运动如果没有明确说明，一 般取地面为参考系。
在力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是 ( B )
A. 物体立即获得加速度和速度 B. 物体立即获得加速度，但速度仍为零 C. 物体立即获得速度，但加速度仍为零 D. 物体的速度和加速度均为零
3. 如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹 簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把 弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 2:31:33 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/172021/3/172021/3/17Mar-2117-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/172021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/172021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021
1. 确定研究对象 是哪个物体; 2. 对这个物体进行受力分析; 3. 建立直角坐标系、规定正方向、求合力F合; 4. 统一单位; 5. 根据牛顿第二定律列方程; 6. 注意解题的规范化。
例3. 某质量为 1100 kg 的汽车在平直路面上试车，当达 到 100 km/h 的速度时关闭发动机，经过 70 s 停下来。汽 车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为 2000 N， 产生的加速度应为多大？( 假定试车过程中汽车受到的阻 力不变 )
牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？
牛顿第一定律 1. 定性定义了力的概念 3. 定义了惯性系的概念
2. 定义了惯性的概念 4. 定性力和运动的关系
牛顿第二定律 是在力的定义的基础上建立的。
牛顿第一定律是研究力学的出发点，是不能用牛顿第二 定律代替的，也即不是牛顿第二定律的特例。
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1966 年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质 量的实验。实验时，用双子星号宇宙飞船 m1，去接触正在轨道上运 行的火箭组 m2，接触后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共 同加速(如图)。推进器的平均推力 F 等于895 N，推进器开动7 s，测 出飞船和火箭组的速度改变是0.91 m/s。已知双子星号宇宙飞船的质 量m1＝ 3400 kg，求火箭组的质量 m2。
a
m2
m1
F
实际上，火箭组的质量 m2已经事先测出，为 3660 kg，与 动力学方法测得的结果相差不到 5%，正在预期的误差范围之 内。这次实验的目的是要发展一种技术，找出测定轨道中人造 天体质量的方法。
1. 内容 2. 数学表达式：F = ma 3. 力的单位：N 4. 理解： (1)矢量性 (2)同体性 (3)统一性 (4)瞬时性 (5)独立性 (6)局限性 5.利用牛顿第二定律解题的步骤