牛顿第二定律说讲义课 PPT课件
合集下载
人教版牛顿第二定律公开课ppt课件
【牛刀小试1】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为，求列车的加速度。
解：方法1以小球为研究对象，其受力如图.
则F=mgtanθ
由牛顿第二定律得：
CD
课堂练习2.如图，一物体质量为m=100 kg，放于货车上，随车一起沿平直公路匀加速运动，加速度大小为 a = 1m/s2，已知物体与车底板间的动摩擦因数为μ = 0.3，求物体所受的摩擦力。
解：物体随车一起向右做加速运动，其加速度水平向右．由加速度与合力方向相同必水平向右，则物体受力如图所示，据牛顿第二定律，在水平方向上有：Ff＝ma＝100 kg×1.0 m/s2＝100 N．即物体所受静摩擦力大小为100 N，方向水平向右.
1.质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A. 5m/s2 B. 3m/s2 C. 2m/s2 D. 0.5m/s2
【牛刀小试3】一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，（1）若斜面光滑，求物体的加速度；（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度。
即
探究回顾
a ∝ F
正比于
a ∝
a ∝
F∝ma
F＝kma
探究总结：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。
比例系数
新课教学
一、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2.数学表达式：F=kma
为了使 F = kma 简单一些，取 k =1 ，
解：方法1以小球为研究对象，其受力如图.
则F=mgtanθ
由牛顿第二定律得：
CD
课堂练习2.如图，一物体质量为m=100 kg，放于货车上，随车一起沿平直公路匀加速运动，加速度大小为 a = 1m/s2，已知物体与车底板间的动摩擦因数为μ = 0.3，求物体所受的摩擦力。
解：物体随车一起向右做加速运动，其加速度水平向右．由加速度与合力方向相同必水平向右，则物体受力如图所示，据牛顿第二定律，在水平方向上有：Ff＝ma＝100 kg×1.0 m/s2＝100 N．即物体所受静摩擦力大小为100 N，方向水平向右.
1.质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A. 5m/s2 B. 3m/s2 C. 2m/s2 D. 0.5m/s2
【牛刀小试3】一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，（1）若斜面光滑，求物体的加速度；（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度。
即
探究回顾
a ∝ F
正比于
a ∝
a ∝
F∝ma
F＝kma
探究总结：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。
比例系数
新课教学
一、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2.数学表达式：F=kma
为了使 F = kma 简单一些，取 k =1 ，
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？
牛顿第二定律ppt课件
弹力能突变
（形变量微小） 恢复需要时间短
五、瞬时性问题 3.基本思路
①分析原状态下物体受力 ➢ 列方程（平衡；F=ma）
②分析当状态变化瞬间，哪些力变化，哪些力不变
剪断细绳、剪断弹簧、抽出木板、撤去某力等 ③分析状态变化瞬间的F合，利用F合=ma求瞬时a
【例】(多选)甲、乙二个小球均处于静止状态,甲、乙间通过轻
③瞬时性：a与F合对应同一时刻,同时产生、变化、消失。 ④同体性：F=ma中，F、m和a对应同一物体（同一系统）。
物体受到的每一个力都产生加速度，且彼此 ⑤独立性：独立互不影响。
物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。
2.加速度二个公式的比较
决定式 a F
大小： a F, a 1
m
m 方向： a与F合方向一致
2.牛顿的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的 加速度的力叫1N。
3.国际单位制中，牛顿第二定律的表达式 F ma 注：①利用牛二 F ma 计算时，统一为国际单位
②a一般以地面为参考系 ③F一般指合力
三、对牛顿第二定律的理解 1.五个性质 ①因果性：F是产生a的原因。
②矢量性：F=ma是矢量式，应用时应先规定正方向。 a与F合的方向相同
为2m、m,重力加速度为g,将甲与乙间的弹簧剪断瞬间,二个小球
的加速度大小为( BC )
A.a甲＝1.5g C.a乙＝g
B.a甲＝0 D.a乙＝0
➢ 合成法 （适用于二力）
利用 F合 ma ，由a的方向确定F合
的方向，以F合为对角线做平行四 边形
【例】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球， 在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏 过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大 小就能确定列车的加速度在某次测定中，悬线与竖直 方向的夹角为θ，求列车的加速度。
牛顿第二定律说课PPT
课程目标
掌握牛顿第二定律的基本概念和公式。 理解力和加速度之间的关系，并能运用牛顿第二定律解决实际问题。
培养学生的实验技能和科学探究能力，提高其科学素养。
02
牛顿第二定律的讲解
牛顿第二定律的公式与意义
公式
F=ma
意义
牛顿第二定律描述了物体加速度与作用力之间的线性关系，即物体所受的力越 大，其加速度也越大；反之，力越小，加速度也越小。
牛顿第二定律说课
$number {01}
目 录
• 课程导入 • 牛顿第二定律的讲解 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第二定律的实验验证 • 学生互动与答疑 • 课程总结与展望
01 课程导入
课程背景
01
牛顿第二定律是经典力学中的核 心内容，是理解物体运动规律的 基础。
02
通过学习牛顿第二定律，学生可 以深入理解力和加速度之间的关 系，为后续学习打下基础。
教师答疑
加速度表示物体速度变化的快慢，公式为a=Δv/Δt，当加速 度为正值时，表示物体速度在增加；当加速度为负值时，表 示物体速度在减小。
教师答疑解惑
教师答疑
牛顿第二定律中的力是指物体受到的合外力，而不是单个力。合外力是指作用在物体上的所有力的矢量和。
教师答疑
牛顿第二定律适用于宏观低速物体，即物体的速度远小于光速时。
引入加速度
如果物体受到外力作用，其运动状态将发生变 化，产生加速度。
推导公式
根据牛顿第一定律和力的定义，可以推导出 F=ma的公式。
03
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律在生活中的应用
汽车加速与刹车
当汽车加速或刹车时，乘客会感 受到一个向后的力或向前的力， 这是因为牛顿第二定律中加速度 与力的关系。
3.3《牛顿第二定律》ppt课件
课堂讲义
(3)同体性：
公式F＝ma中a、F、m都是针对同一物体而言的． (4)独立性： 当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma ，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和 即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为
Fx ma x
Fy ma y
课堂讲义
3．合外力、加速度、速度的关系
课堂讲义 【例2】如图331所示，质量为4 kg的物体静止在水平 面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到 大小为20 N、与水平方向成37°角斜向上的拉力F作 用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小 . (g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
F2 Ff y FN F1 x
在水平方向： Fcos 37°－Ff＝ma 在竖直方向：FN＋Fsin 37°＝mg a＝0.5 m/s2
Ff＝μFN
G
课堂讲义
【例3】如图 332所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中， 悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的 质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； (2)求悬线对球的拉力大小．
解法二(正交分解法) x方向： Fsin 37°＝ma y方向：Fcos 37°－mg＝0
3 a＝ g＝7.5 m/s2 水平向右． 4 车厢向右匀加速 或向左匀减速 ． mg (2) F＝ ＝12.5 N. cos 37°
图332 y F2 F
小球
37°
F1
x
mg
解法一(合成法)
F合＝mgtan 37°
图332 F
牛顿第二定律ppt课件
牛顿第二定律
复习巩固
1、牛顿第一定律的内容 2、力与运动的关系 3、加速度的定义式
思考1:加速度的大小与哪些因素有关？
大量的实验研究指出，物体的加速度跟受到的 作用力成正比， 跟物体的质量成反比，即
F＝kma
a
a
F
1/m
思考2：你能否想个办法把F＝kma中的k 消掉？
如果一个力作用在1 kg的物体上，使物体产生的 加速度为1 m/s2 ，我们即定义这个力的大小是1 N，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
牛顿第二定律
1、内容： 物体的加速度大小跟它受到的作用 力成正比， 跟它的质量成反比，加 速度方向跟作用力方向相同
2、表达式： F＝ma
3、单位： 千克米每二次方秒（kg*m/s2 ）或 牛顿，简称牛（N）， 1 kg*m/s2 = 1 N
2、表达式：F＝ma
3、单位： 1 kg*m/s2 = 1 N 4、性质：同体性 矢量性 瞬时性 独立性 因果性
5、适用范围： 宏观、低速、惯性参考系
2、下面的哪些说法不对？为什么？ A.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.物体的加速度大小不变时，物体所受合外力为恒力。
3、关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正 确的是( ) A．物体所受合力为0，物体一定处于静止状态 B．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 C．物体所受合力不为0时，物体的速度一定不为0 D．物体所受的合力不变且不为0，物体的运动状态一定 变化
复习巩固
1、牛顿第一定律的内容 2、力与运动的关系 3、加速度的定义式
思考1:加速度的大小与哪些因素有关？
大量的实验研究指出，物体的加速度跟受到的 作用力成正比， 跟物体的质量成反比，即
F＝kma
a
a
F
1/m
思考2：你能否想个办法把F＝kma中的k 消掉？
如果一个力作用在1 kg的物体上，使物体产生的 加速度为1 m/s2 ，我们即定义这个力的大小是1 N，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
牛顿第二定律
1、内容： 物体的加速度大小跟它受到的作用 力成正比， 跟它的质量成反比，加 速度方向跟作用力方向相同
2、表达式： F＝ma
3、单位： 千克米每二次方秒（kg*m/s2 ）或 牛顿，简称牛（N）， 1 kg*m/s2 = 1 N
2、表达式：F＝ma
3、单位： 1 kg*m/s2 = 1 N 4、性质：同体性 矢量性 瞬时性 独立性 因果性
5、适用范围： 宏观、低速、惯性参考系
2、下面的哪些说法不对？为什么？ A.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.物体的加速度大小不变时，物体所受合外力为恒力。
3、关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正 确的是( ) A．物体所受合力为0，物体一定处于静止状态 B．只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化 C．物体所受合力不为0时，物体的速度一定不为0 D．物体所受的合力不变且不为0，物体的运动状态一定 变化
牛顿第二定律ppt课件
§4.3 牛顿第二定律
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、牛顿第二定律的表达式
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。
2、力的单位
F ＝k ma
【解析】虽然 F＝ma 表示牛顿第二定律，但 F 与 a 无关，因 a 是由 m 和 F 共同决定的，即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述，可知选项 A、B 错误，C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 （1）因果性：F合 是 a 产生的原因 （2）矢量性：a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段，汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F－F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得：a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象； 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
《运动和力的关系》
复习与回顾
实验：探究加速度与力、质量的关系
控制变量法
加速度与力的关系
a
加速度与质量的关系
a
F
a∝ F
1
m
a∝
1 m
一、牛顿第二定律的表达式
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。
2、力的单位
F ＝k ma
【解析】虽然 F＝ma 表示牛顿第二定律，但 F 与 a 无关，因 a 是由 m 和 F 共同决定的，即 a∝F 且 a 与 F 同时产生、同时消失、同时存在、同时改变；
m a 与 F 的方向永远相同。综上所述，可知选项 A、B 错误，C、D 正确。 【答案】CD
二.对牛顿第二定律的理解
2、第二定律的性质 （1）因果性：F合 是 a 产生的原因 （2）矢量性：a 与 F合 的方向相同
437N
负号表示与运动方向相反
第二阶段，汽车重新起步加速,汽车水平受力如右
F合=F－F阻 =2 000N-437N=1 563N
FN
F阻
F
由牛顿第二定律得：a2
F合 m
1563 m/s2 1100
1.42m/s2
G
加速度方向与汽车运动方向相同
用牛顿第二定律解题的一般步骤
1.确定研究对象； 2.对研究对象进行受力分析 3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
同时消失的 B. 物体只有受到力的作用时,才有加速度,才有速度 C. 任何情况下,加速度的方向总与合外力方向相同,也总与速度的方向相
同 D. 当物体受到几个力的作用时,可把物体的加速度看成是各个力单独作
牛顿第二定律ppt课件
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
● （1）根据题意选取研究对象．
● （2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出示意
图．
● （3）建立直角坐标系，分别求出两个方向的合力．
● （4）根据牛顿第二定律列出方程，代入数值求解方程．
牛顿第二定律小结
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
Q5：自然下垂的Slinky，松手之后下端为何不立即下落
典例3 （瞬时性）如图所示，两小球悬挂在天花板上，a、b两小
球用细线连接，上面是一轻质弹簧，a、b两球的质量分别为m和
2m，在细线烧断瞬间，a、b两球的加速度为（取向下为正方向）
（ C）
A．0，g
B．-g，g
C．-2g，g
D．2g，0
轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，
● 针对训练 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，
悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的
质量为1 kg（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
（2）求悬线对球的拉力大小．
解析：（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度
体加速度的大小（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）．
解析：选取物体为研究对象，对其受力分析如图所示．
在水平方向：F cos 37°-Ff=ma． ①
在竖直方向：FN+Fsin 37°=mg． ②
又因为Ff=μFN． ③
解①②③可得：a=0.5 m/s2．
牛顿第二定律的应用
物体将（ B ）
《牛顿第二定律》-完整ppt课件
弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下
列几种描述中，正确的是 [
]
• A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大 速度越来越小，最后等于零
• B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度 先增加后减小直到为零
• C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处， 加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N，方向水平向左 的拉力F2，则物体的加速度是多大？(0)
(3)3s后物体的加速度为0，那是不是说3s后F1不再产生加速 度了呢？
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， 这个性质叫做力的独立性原理。 物体的加速度等于各个分力分别 产生的加速度的矢量和。
(sin37° =0.6,cos37° =0.8， g=10m/s2 。)
35
拓展题：
1.光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始 受到一水平向右的接力F ，F随时间变化图如下，要求作出速 度时间图象。
3 F/N
2
1
0
t/s
1 2 34
v(m/s)
3
2
1
0
1
2 34
t(s)
36
• 2、如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质
16
练习二：
质量为1kg 的物体受到两个大小 分别为2N 和4N 的共点力作用。则物 体的加速度大小可能是 A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2
D答、案2：ABC
17
例1：光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，
受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这
列几种描述中，正确的是 [
]
• A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大 速度越来越小，最后等于零
• B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度 先增加后减小直到为零
• C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处， 加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N，方向水平向左 的拉力F2，则物体的加速度是多大？(0)
(3)3s后物体的加速度为0，那是不是说3s后F1不再产生加速 度了呢？
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， 这个性质叫做力的独立性原理。 物体的加速度等于各个分力分别 产生的加速度的矢量和。
(sin37° =0.6,cos37° =0.8， g=10m/s2 。)
35
拓展题：
1.光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始 受到一水平向右的接力F ，F随时间变化图如下，要求作出速 度时间图象。
3 F/N
2
1
0
t/s
1 2 34
v(m/s)
3
2
1
0
1
2 34
t(s)
36
• 2、如图所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质
16
练习二：
质量为1kg 的物体受到两个大小 分别为2N 和4N 的共点力作用。则物 体的加速度大小可能是 A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2
D答、案2：ABC
17
例1：光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，
受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这
牛顿第二定律ppt课件
把某个物体从系统中“隔离”出来，将其作为研究对象进行分析的方法称为隔
离法.
多数情况下是把力正交分解到加速度 的方向上和垂直于加速度的方向上
感谢观看
Thank you
物体位于B 点时，弹簧处于自由伸长状态
A
B
C
物体从A到B的过程中，合
力越来越小，加速度越来
m
越小，某刻合力为零，物
体速度达到峰值，后续物
体将做减速运动
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
a v t
大小
与v、∆v大小无关 由 ∆v/∆t 决定
方向
与∆v方向一致
a F合 m
与 F合 成正比 与 m 成反比
比，加速度的方向跟作用力的方向相同.
（2）表达式：a F 或 F ma ，F kma（各物理量单位未知时），其中 k 为比例系数，F 指m物体所受的合力.
三个物理量对应同一研究对象
当 k = 1 时，牛顿第二定律可以表 述为 F = ma，1 N =1 kg·m/s2
学习目标
情境导入
新课讲解
蚂蚁的困惑： 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，可是蚂 蚁无论怎样用力都推不动一块放在水平地面上的砖头，牛顿第二定律是否错了？
这里的 F 指的 是合力
静摩擦力f 推力F
咦， F＝ma，
加速度去哪 了？
学习目标
情境导入
新课讲解
小试牛刀
课堂小结
合外力决定加速度的大小和方向
物体质量一定时，物体受到的合外力越大，物体的加 速度就越大，但是物体速度不一定越大
在竖直方向有 FT cosθ ＝ mg （1）
Fx