必修一第4章4、3牛顿第二定律(1)讲义.ppt

必修一 第四章 牛顿运动定律,4、3 牛顿第二定律,实验结论：,当保持m一定时，F和a成正比关系：,当保持F一定时，a和m成反比关系：,总结： 由上面的实验可以得到：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比牛顿第二定律,,牛顿第二定律,一、,用数学公式可写成：,前面两式子可以改写成等式F=kma式子的k是比例常数如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使k=1，从而使公式简化我们知道，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这样定义的：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,或者,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,这就是牛顿第二定律的数学公式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：,5.统一性— 各物理量的单位必须统一用国际单位 制，即F用N为单位，m用kg为位,a用m/s2为单位．,4.同时性—力和加速度同时产生、同时变化、 同时消失,F合= ma为瞬间对应关系。

1.因果性—力是产生加速度的原因3.矢量性—加速度与合外力的方向永远一致2.同体性— F、m、a必须同时对应于同一物体6.独立性—X方向的合力产生X轴方向的加速度, Y方向的 合力产生Y轴方向的加速度, Fx=max Fy=may a2=a2x+a2y,二、对牛顿第二定律的理解:,F = ma,F合一定,,a一定,,,,匀变速运动,F合变化,a变化,非匀变速运动,F合=0,a=0,静止或匀速,,,三、从牛顿第二定律的公式我们可以看出：,例1：一个物体质量是2kg，受到互成1200角的两个力 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？,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,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 = 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/s2,四、牛顿第二定律的简单应用：,如图所示，建立平面直角坐标系，把力 和 分别沿x轴和y轴的方向分解 的两个分力为：,,,的两个分力为：,,,和 大小相等，方向相反，相互抵消， 和 的方向相同，所以：,,已知合力F合和质量m，据F合＝ma，即可求得：,,解法三：课本用正交分解法,【例题2】如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为Ｆ，方向与水平方向成角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为，求：木块的加速度．,解题步骤：,１.研究对象：,２.受力分析．,３.建立坐标系．,４.由F合＝ma 列方程（组）。

５.解方程（组） 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: （ ）,解析:关键要考虑摩擦力f2.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.,A. a2 ＝ 2a1 B. a2 ＜ 2a1 C. a2 ＞ 2a1 D. a1 ＝ a2,C,,由a1 =(F－f)/m, a2 =(2F－f)/m ＞2(F －f) =2 a1,3. 一质量为1Kg的物体只受到两个大小为2N和3N的共点力作用，则这个物体运动的加速度的范围是________注意：,F = ma,F是指合外力,课堂练习：,例3: 一小球从竖直在地面上的轻弹簧正上方某处自由落下,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?,解析：小球压缩弹簧的过程中受力如图：,（1）GF弹时，F合=G-F弹=ma, a与v同向，F弹增大，F合减小，a减小，而v增大；,（2）G=F弹时，F合=0，a=0,而v最大；,（3）GF弹时，F合=F弹-G,a与v反向，F弹增大，F合增大，a增大，而v减小,小结： 分段分析，找转折点。

１.在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的下列说法中，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．,课堂练习,CD,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.跟合外力及加速度无关； Ｃ.跟加速度成反比； Ｄ.跟合外力及加速度比值有关,B,3、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？,（1）答：没有矛盾，由于公式F=ma看，F合为合外力，无论怎样小的力都可以是物体产生加速度，这个力应是合外力现用力提一很重的物体时，物体仍然静止，说明合外力为零由受力分析可知F+N-mg=04.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．,D,5、下面的哪些说法不对？为什么？ A. 同一 物体所受的合外力越大，加速度越大。

B. 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答： B、C、D说法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，速度增加加速度是矢量，其方向与合外力方向一致加速度大小不变，若方向发生改变时，合外力方向也必然变化牛顿生平 牛顿是英国物理学家、数学家和天文学家，1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)诞生于英国林肯郡的一个小镇乌尔斯索普的一个农民家庭．牛顿出生之前，他的父亲就去世了，从小跟着祖母生活．牛顿自幼性格倔强，喜欢组合各种复杂的机械玩具、模型．他做的风车、风筝、日晷、漏壶等都十分精巧．,牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心，并有很好的技巧，喜欢别出心裁地做些小工具、小发明、小实验．牛顿中学时期的校长及牛顿的一位舅父独具慧眼，鼓励牛顿上大学读书．牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，成为一名优秀的学生，1665年毕业于剑桥大学并获学士学位.1669年，年仅26岁的牛顿就担任了剑桥大学的教授，1672年他被接纳为英国皇家学会会员，1703年被选为皇家学会主席．牛顿于1727年3月逝世，国葬于伦敦威斯敏斯特教堂．,牛顿对自然科学的发展作出了重大贡献，在力学方面，他在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，总结出机械运动的三个定律．他进一步开展了开普勒等人的工作，发现了万有引力定律．他把日常所见的重力和决定天体运动的引力统一起来，在科学史上有特别重要的意义.1687年他在天文学家哈雷的鼓励和赞助下，出版了著名的《自然哲学的数学原理》一书．在这本书里，他用数学解释了哥白尼学说和天体运动的现象，阐明了运动三定律和万有引力定律等．,在光学方面，他曾致力于光的颜色和光的本性的研究，用棱镜进行光的色散实验，证明了白光是由单色光复合而成的．为光谱分析奠定了基础；发现了光的一种干涉图样，称为牛顿环；制作了新型的反射望远镜，考察了行星的运动规律；创立了光的微粒说．在一定程度上反映了光的本性． 在数学方面，牛顿在前人工作的基础上，发现了二项式定理，创立了微积分学，开辟了数学史上的一个新纪元．,在谈及个人的成就时，牛顿曾经说道：“如果说我比一些人看得远一些，那是因为我站在巨人们肩上的缘故”，牛顿的这种谦逊精神永远值得后人敬仰和学习． 1942年，爱因斯坦在纪念牛顿诞生300周年写的文章中，对牛顿的一生作如下的评价：“只有把他的一生看做为永恒真理而斗争的舞台上的一幕，才能真正理解他．”,。