人教版高一物理必修一 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。
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？

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m一定：aF 练习2.一静止木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数 为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱， 求经过t秒时木箱的速度。
N
水平方向：Fcos －f=ma
f
F1=FCos
Fy 0
F2=FSin
竖直方向：N－G－Fsinθ=0
Hale Waihona Puke GFf=µN Vt=V0+at=at
16
m一定：aF 例3.从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物 体产生加速度，可是，蚂蚁用力却推不动放在水平面上 的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？ 答：这与牛顿第二定律不矛盾。 牛顿第二定律的内容是物体所受到的合外力与加速度的 关系。 蚂蚁的推力与砖块受到摩擦力的合力为零故没有推动砖 块。
m一定：aF 3、独立性: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，合力的加 速度即是这些加速度的矢量和． 4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。
5、
是定义式、度量式；
a v 是决定式。
t
6、不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为0
时的特例。
F＝kma
a F m
3
m一定：aF？F＝kma 假如你是科学家，你能否想个办法把K消掉 把能够使质量是1kg的物体产生1m/s2 的加速度的这 么大的力定义为1N，即 1牛=1千克·米/秒2
可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使 k=1，上式简化成：
F=ma
4
一.牛顿第二定律
m一定：aF 内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体
9
分析(1)
m一定：aF 汽车减速时受力情况 F阻（水平方向的合力）=? m =1000kg 已知

质量不同的物体，所受重力不一样， 它们自由下落时加速度却是一样的。你怎 样解释？
牛顿第二定律
内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成
课 反比.加速度方向与合外力方向相同.
堂
理解：F合
=ma
因果性 矢量性 瞬时性 同体性 相对性 统一性
牛顿第二定律解题的一般思路
小 明确研究对象
画
结
力受 的力
分析
FN
F阻
FN
F阻
F
G 汽车减速时受力情况
G 汽车重新加速时的受力情况
某质量为1000kg的汽车在平直路面试车，当达到 108km/h的速度时关闭发动机，经过60s停了下来。 汽车受到的阻力的多大？重新起步加速时牵引力为 2000N，产生的加速度为多大？假定试车过程中汽车 受到的阻力不变。
N
解：沿汽车运动的方向建立坐标系
的方向相同。
A F
分析右图力F与a的方向关系
光滑水平面
同向性(也叫矢量性)
再分析右图：
物体受到拉力F之前静止
物体受到拉力F之后做什么运动？ A
F
撤去拉力F后，物体做什么运动？ 光滑水平面
以化上，分存析在知 瞬瞬道 时时物 对体 应对的的应加关性速系度。 随合力的变化而变
力与加速度同时产生，同时消失
a∝F/m 或 F∝ma
写成等式：F=kma
其中k为比例系数
二、力的单位
我们知道，在国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这 个单位是根据牛顿第二定律来定义的：
F=kma
如果选取合适的单位，上式中k=1，上式简化成：
F=ma.
使质量是1千克的物体产生1米/秒2加速度的力，叫做1牛顿。
即：1牛=1千克 ·米/秒2

二、加速度和质量的关系：
小车 钩码 位移
1 0.2kg 0.04kg 392cm
2 0.4kg 0.04kg 196cm
分析推理：
a：由公式 S=1/2 at2 得到在时间t一定时， 位移s和 加速度a成正比； S1 / S 2 = a 1/ a 2. b：由实验现象得到：小车的位移与他们的质量成
反比； S1/S2=m 2/m 1.
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F合=ma.
从牛顿第二定律的公式我们可以看出：物 体质量不变，A:合外力恒定不变时，加速 度恒定不变，物体就做匀变速直线运动； B:合外力随着时间的改变，加速度也随着 时间的改变；C:合外力为零时，加速度为 零，物体就处于静止状态或做匀速直线运 动。
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作业: P53 3 . 4. 5. 8
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4、应用
1、根据牛顿第二定律，即使再小的力也 可以产生加速度，那么我们用一个较小的 力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这 和牛顿第二定律是不是矛盾?
不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力．
2、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？
牛顿牛第顿一第定一律定律说明维持物体的速度不需要力， 1改、变定物性定体义的了速力度的才概需念要2力、定。义牛了顿惯第性一的定概律念 定义 3了建、力 立定， 的义了而 ，惯牛如性顿果系第 我的二 们概定 不念律 知4是 道、定在 物性力 体力的 在和定不运义受动的力的基情关系础况上下 牛是顿怎第样二的定运律动状态，要研究物体在力的作用下 是是在怎力么的运定动义的的基，础显上然建是立不的可。能的，所以牛顿第 牛第一二顿二定定第定律律一 律代是定 代替研律 替的究是 的研 ，，力究也也学力即即的学不不出的是是发出牛牛点发顿顿，点第，二第是是定二不不律定能能 的律用用 特的牛牛 例特顿顿。例第。
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上 照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大 之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已， 理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭 而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策， 吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐 其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与 行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不 越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋 交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担 为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地 载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立 川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧 进者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学 次的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁 要。重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。 久的一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一 看他贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知， 幸福的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世 若软弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便 明灯，可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太 了明天不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目 受不了的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服 ，表明他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待阳光，人就会从卑 封存梦想去拥抱蓝天。成功需要成本，时间也是一种成本，对时间的珍惜就是对成本的节约。人只要不失去方向，就不会失去自己。过去的习惯，决定今天的你，所 决定你今天的一败涂地。让我记起容易，但让我忘记我怕我是做不到。不要跟一个人和他议论同一个圈子里的人，不管你认为他有多可靠。想象困难做出的反应，不 ，而是面对它们，同它们打交道，以一种进取的和明智的方式同它们奋斗。他不爱你，你为他挡一百颗子弹也没用。坐在电脑前，不知道做什么，却又不想关掉它。 ，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾。发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能 志，并把研究继续下去。我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有 ，人类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而 意志的出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动 幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。意志若 如何，它都帮助了暴力。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。意志坚强，只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。卓越的人的一 和艰难的遭遇里百折不挠。疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出 硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。

B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正
比，与其运动的加速度成反比；
C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成
正比，与其质量成反比；
D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速
度和它所受到的合外力而求得。。
当堂 检测
2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例
常数k的说法正确的是：（C ）
A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C、k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的数值一定等于1
当堂 检测
3．已知甲物体受到2N的力作用时，产生的加速
度为4m/s2，乙物体受到3N的力作用时，产生的
加速度为6m/s2，则甲，乙两物体的质量之比为
m甲 ：m乙等于 （A）
顿 而速度是无法突变的。
第
二 例：在粗糙的水平面上有一个物体，在水平向 定 右的恒力F作用下向右做加速运动，当F撤去后， 律 物体做什么运动？
深
入
f
F
理
粗糙
解
4、同体关系：加速度和合外力(还有质量) 牛 是同属一个物体的。 顿 第 二 定 5、统一关系：F=ma中F、m、a的单位 律 统一为 国际单位 深 入 理 解
解：物块受重力G、支持力N和滑动摩 擦力f的作用，受力分析如图所示
根据牛顿第二定律得
f
N mgsinθ-f=ma
N=mgcosθ
G1 f=µN
G2
解上述方程得
a=gsinθ-mgcosθ 加速度的方向平行于斜面向下。
G
用牛顿第二定律解题的一般步骤：
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、用正交分解法或合成法求合力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

下面通过实验探究这两个间题。
一、实验方案
加速度a与力F的关系
1、实验目的 加速度a与力F的关系
控制变量法
1、测量哪些量
a、F、m
2、实验设计
m：天平
2、怎么测量 a: 打点计时器
3、利用表格分析数据
F: 物体所受的协力
二、参考案例
绳拉小车的力是小车受到的协力吗？
F拉
f阻
不是，所以要
平衡摩擦力
平衡摩擦力：
解：没有矛盾，牛顿第二定律中的力指的是合外 力，当我们用力提一个很重的箱子，却提不 动它，因为拉力和重力平衡了，协力为0，所 以加速度为0。
F拉
F合 0
mg
2使、它一产个生物a体2＝受6m到/FS12＝的4加N速的度力，，需产要生施a1加＝多2m大/Fs的2支的力加? 速度，要
解：
（1）确定研究对象
F2 y
F2
（4）根据牛二定律 列方程F合=ma。
（4）根据牛二定律列方程F合=ma。
Y轴：F合 正半轴 负半轴 F1y F2y =0
X轴：F合 正半轴 -负半轴 （F1x F2x） 0 ma
F1x F1 cos 45
F2x F2 cos 45
y F1 y
F1
代入数据得: F1 cos45 F2 cos45 ma 0
二力平衡
mg
mg
（4）根据牛顿第二定律列方程F合=ma。
例2：一个物体，质量是2㎏，受到互成120o角的两个力F1和
F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是
多少？
Y
解：
F1 y
F1
（1）确定研究对象
（2）对这个物体进 行受力分析
F1x X

用
牛
1、确定研究对象
顿
第 二 定
2、分析受力、运动情况， 画出受力分析图
律 解
3、求合力
题 的 一
4、选正方向，根据
牛顿运动定律和运动学 公式建立方程并求解
般
步 注意:各量统一用国际单位制的单位.
骤
例2.一个物体，质量是2㎏，受到互成 120o角的两个力F1和F2的作用,此外没有 其他的力.这两个力的大小都是10N，这 个物体产生的加速度是多大?
如
F1
何
求 合
0 600
F
力？
y
F1
600
0 600
x
F2 平行四边形法
F2 正交分解法
1、求合力的两种方法： 力的平行四边形法 力的正交分解法
牛顿第二定律 在某一方向上的应用
1、下列说法中正确的是 （ C ）
A、物体所受合力为零时,速度一定为零；
B、物体所受合力越大,物体的加速度越大, 速度也越大;
C、物体的加速度方向一定与物体所受合力 的方向相同;
D、根据m = F/a ,物体的质量跟力成正比, 跟 加速度成反比.
❖2.一个物体受到F1=4N的力， 产生a1=2m/s2的加速度，要使它产生 a2=6m/s2的加速度，需要施加多大的 力？
❖3.甲乙两辆实验小车，在相同的力作 用下，甲车产生的加速度为1.5m/s2， 乙车产生的加速度为4.5m/s2，甲车的 质量是乙车的几倍？
不矛盾，因为牛顿第二定律 中的力是合力．
3.理解: F合=ma
(1)同体性: a 、F、m对应于同一物体
“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”的“物体”是指同一个物体

2、当物体所受合外力与初速度不平行时，物体做变 速曲线运动。如果合外力是恒力，则物体做匀变速曲 线运动（如平抛）。
8
三、单位制
选定几个物理量作为基本物理量，它们的单位 规定为基本单位，那么根据物理公式可以导出 其它物理量的单位，这些称之为导出单位，基 本单位和导出单位一起组成了单位制。
国际单位制中的基本单位中学里学到的有：米、 千克、秒、摩尔、开、安培。
3
一、牛顿第二定律
（4）独立性：
一个物体可以同时受几个力作用，每一个力都使物 体产生一个效果，如同其它力不存在一样，这就是 力的独立作用原理。力可以合成和分解，效果也可 以合成和分解，其运算法则遵循平行四边形定则。 为此，合力与合效果对应，分力与其分效果对应， 某方向的合力与这一方向的合效果对应。对物体的 运动往往看到的是合效果，在研究具体问题时，可 根据受力特点求合力，让合效果与合力对应；也可 将效果分解，让它与某一方向上的分力对应。
4.3 牛顿第二定律
1
一、牛顿第二定律
内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，
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=ma。 理解要点：
（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系。 对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma，F合是力， ma 是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作 是力。
9
四、基本应用
1．利用牛顿运动定律进行受力分析
例1、质量为m的人，站在自动扶梯上，已知鞋底 与扶梯地面间的摩擦系数为μ，扶梯与水平面的 倾角是θ。当人随扶梯以加速度a一起上升时，人 受到的摩擦力及扶梯地面对人的支持力各为多大？
a θ
N f
G
ay
a
ax
10