牛顿第二定律教学课件2

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1、牛牛 顿顿 第第 二二 定定 律律1、牛顿第二定律的实验过程、牛顿第二定律的实验过程2、牛顿第二定律的内容及意义、牛顿第二定律的内容及意义3、牛顿第二定律的运用、牛顿第二定律的运用1、力不是维持物体速度的原因，而是改变、力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因，是使物体产生加速度的物体速度的原因，是使物体产生加速度的原因。原因。 2、质量是物体惯性大小的量度，质量、质量是物体惯性大小的量度，质量越大的物体运动状态越难改变。越大的物体运动状态越难改变。复习复习1 1、什么是物体运动状态的改变？其原因是、什么是物体运动状态的改变？其原因是什么？什么？ 2 2、物体运动状态改变除了与力有关，

2、还与、物体运动状态改变除了与力有关，还与哪些因素有关？哪些因素有关？复习思考：复习思考： 物体运动状态的改变指的是物体的物体运动状态的改变指的是物体的速度速度发生了变化；其原因是受到了发生了变化；其原因是受到了力力的作用的作用还与还与质量质量有关有关物体运动状态发生改变物体运动状态发生改变速度速度发生了改变发生了改变产生了产生了加速度加速度实质实质实质实质与与受受力力和和质量质量有有 关关物体的加速度a与物体的质量m和物体受到的外力F有关，那么采用控制变量法采用控制变量法设计实验验证物体的加速度物体的加速度a与外力与外力F 以及质量以及质量m是是什么关系呢？什么关系呢？猜想猜想:实验装置如图：

3、实验装置如图：可加减砝码改变小车可加减砝码改变小车和砝码的总质量和砝码的总质量可加减钩码改变小车可加减钩码改变小车和砝码所受的力和砝码所受的力1、 控制变量控制变量m.探讨加速度探讨加速度a与与F的关系的关系原理：原理：s1s2F1F2F1=2 F2因此因此S1/S2=a1/a2 测量测量s1、 s2就能就能 得到得到a1、a2的关系的关系s1= a1t221s2 = a2t221在相同的时间内在相同的时间内如图所示如图所示质量质量m一定，加速度一定，加速度a与力与力F的关系的关系实验一：实验一：质量质量(kg)力力(N)时间时间 (s)位移位移 (m)小车（上）小车（上）M2mg小车（下）小

4、车（下）Mmg实验结论：实验结论：质量一定时，有质量一定时，有实验看到实验看到：质量质量m一定，加速度一定，加速度a与力与力F成正比，即成正比，即aF2 21 12 21 12 21 1F FF FS SS Sa aa a2 21 12 21 1F FF Fa aa a2、 控制变量控制变量F.探讨加速度探讨加速度a与与m的关系的关系s1s2F1F2原理：原理：如图所示如图所示2m1=m2s1= a1t221s2 = a2t221在相同的时间内在相同的时间内因此因此S1/S2=a1/a2测量测量s1、 s2就能就能 得到得到a1、a2的关系的关系 力力F一定，加速度一定，加速度a与质量与质量m

5、的关系的关系实验二：实验二：质量质量(kg)力力(N)时间时间 (s)位移位移 (m)小车小车（上）（上）Mmg小车小车（下）（下）2Mmg实验结论：实验结论：所受外力一定，有所受外力一定，有实验看到实验看到：1 12 21 12 22 21 1mmmmS SS Sa aa a1 12 22 21 1mmmma aa a所受外力一定，加速度与质量成反比，即所受外力一定，加速度与质量成反比，即a 1/m牛顿第二定律的推导牛顿第二定律的推导: :其数学表达式是：其数学表达式是：(其中其中k为比例常数为比例常数)物体的物体的加速度加速度跟跟外力外力F F成正比成正比, ,跟物体的跟物体的质量成反比，

6、质量成反比，加速度的方向加速度的方向跟引起这个加速度的跟引起这个加速度的力的方向相同力的方向相同 。mFa或或F=Kma 如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使k=1，从，从而使公式简化。在国际单位制中，力的单位是牛顿。其实，而使公式简化。在国际单位制中，力的单位是牛顿。其实，牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的：使质量是1kg的物体产生的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做的加速度的力，叫做1N，即，即 1N=1kgm/s2。 可见，如果可见，如果F=Kma中中都用国际单位制中的单位，就可都用国际

7、单位制中的单位，就可以使以使k=1，那么公式则简化为，那么公式则简化为F=ma，这就是牛顿第二，这就是牛顿第二定律的数学公式。定律的数学公式。牛顿第二定律牛顿第二定律1 1、牛顿第二定律的内容、牛顿第二定律的内容: :其数学表达式是：其数学表达式是：物体的加速度跟作用力成正比物体的加速度跟作用力成正比, ,跟物体的质量成反比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。F=ma当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确当物体受到几个力的作用时，牛顿第二定律也是正确的，不过这时的，不过这时F代表的是物体所受外力的代表的是物体所受

8、外力的合力合力。牛顿第二定律更一般的表述是：牛顿第二定律更一般的表述是：2、牛顿第二定律的推广、牛顿第二定律的推广物体的物体的加速度加速度跟所受的外力的跟所受的外力的合力成正比合力成正比，跟物体的，跟物体的质质量成反比，加速度的方向量成反比，加速度的方向跟跟合外力的方向相同。合外力的方向相同。数学表达式是：数学表达式是：F合合=ma3、牛顿第二定律的理解、牛顿第二定律的理解1、F合合表示的是物体所受的合外力，而不是其中的表示的是物体所受的合外力，而不是其中的 一个力或几个力一个力或几个力2、矢量性、矢量性： 即公式中的即公式中的F合合与与a都是矢量，且二者都是矢量，且二者方向相同方向相同 。由

9、此在处理问题时，由合外力的方向由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向到合外力的方向 3 3、瞬时对应性：即物体在某一时刻的加速度与该时、瞬时对应性：即物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力相关。合外力刻的合外力相关。合外力恒定不变恒定不变，加速度也，加速度也恒定恒定不变不变；合外力；合外力随时间变化随时间变化，加速度也，加速度也随时间变化随时间变化；合外力在某时刻合外力在某时刻停止作用停止作用，加速度也，加速度也随即消失随即消失5、独立性独立性:一个物体同时受几个力作用一个物体同时受几个力作用,各个

10、力分各个力分 别产生自己的加速度别产生自己的加速度,而不互相影响。而不互相影响。 物体受到的物体受到的合加速度为各个加速度的合加速度。合加速度为各个加速度的合加速度。 4、同一性、同一性：F合与合与a均是对同一研究对象，均是对同一研究对象， F合中的合中的每一个力均应是每一个力均应是同一研究对象所受的力同一研究对象所受的力一个物体质量是一个物体质量是2kg，受到互成，受到互成1200角的两个角的两个力力 F1 = 10 N 和和 F2 = 10 N 的共同作用，这个物的共同作用，这个物体产生的加速度是多大？体产生的加速度是多大？解法解法1：先由平行四边形法则可知，：先由平行四边形法则可知， F

11、1、 F2、F合合 构成构成 了一个等边三角形，故了一个等边三角形，故 F合合 =10 N a = F合合 /m =10/2m/s2 = 5 m/s2例题：例题： a合合 a2 a1 解法解法2：先分别求出：先分别求出 F1、 F2 产生产生的加速度的加速度a1、 a2 再根据平行四边再根据平行四边形法则求形法则求 a1、 a2 的合加速度的合加速度a合合 a1 = F1/m =10/2 m/s2= 5 m/s2 a2 = F2/m =10/2m/s2 = 5 m/s2由于加速度的方向与力的方向一致，故由于加速度的方向与力的方向一致，故a1、 a2也成也成1200角，角，a1、 a2、a合合

12、构成了一个等边三角形，故构成了一个等边三角形，故 a合合 =5 m/s2 a合合 a2 a1 小结小结:1.加速度加速度a与与F的关系的关系:物体质量一定时物体质量一定时,加速度加速度a与合与合外力外力F合合成正比成正比.2.加速度加速度a与与m的关系的关系:物体受合外力物体受合外力F合合一定时一定时,加速度加速度a与与m成反比成反比牛顿第二定律牛顿第二定律1.内容内容:物体加速度与合外力物体加速度与合外力F合合成正比成正比.与质量与质量m成成反比反比.加速度方向与合外力方向相同加速度方向与合外力方向相同.2.公式公式: F合合=ma3.注意点注意点:矢量性矢量性,瞬时对应性瞬时对应性,同一性

13、和独立性同一性和独立性.应用应用1应用应用2课后思考课后思考:一小球从竖直在地面上轻一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下弹簧正上某处自由落下,试分析小球从试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的加速度会怎样变化的加速度会怎样变化?感谢指导再见应用举例应用举例例例1 1、从牛顿第二定律知道，无论怎样小的、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？第二定律有无矛盾？为什么？答：答：没有矛盾

14、，由公式没有矛盾，由公式F合合=ma看，看，F合合为合为合外力，无论怎样小的力都可以使物体产生加外力，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。的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知由受力分析可知F+N-mg=0。分析及解答分析及解答例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当物体在外力作

15、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。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 应用举例应用举例例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当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。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变

16、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，的加速度。而加速度大小和速度大小无关。所以，B说法错误。说法错误。例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当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。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物

17、体的加速度大小不变一定受恒力作用 物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一物体做匀加速运动说明加速度方向与速度方向一致。当合外力减小但方向不变时，加速度减小但致。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，速度增方向也不变，所以物体仍然做加速运动，速度增加。加。C说法错误。说法错误。例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减

18、小时，物体的速度逐渐减小。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速加速度是矢量，其方向与合外力方向一致。加速度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必度大小不变，若方向发生变化时，合外力方向必然变化。然变化。D说法错。说法错。答案：答案：A例例2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（ ）A A物体所受合外力越大，加速度越大。物体所受合外力越大，加速度越大。B B物体所受合外力越大，速度越大。物体所受合外力越大，速度越大。C C物体在外力作用下做匀加速直线运动，当物体在外

19、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。合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。D D物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用 应用举例应用举例控制变量法(1)保持物体的保持物体的质量质量m不变不变,改变物体所受的改变物体所受的外力外力F,测量物体在不同外力作用下的加速度测量物体在不同外力作用下的加速度a (2)保持物体所受保持物体所受外力外力F不变不变,改变物体的改变物体的质量质量m,测量测量相同外力作用下不同质量物体的加速度相同外力作用下不同质量物体的加速度a 在此基础上在此基础上, 总结出总结出a与与F、m 的关系。的关系。“控制变量方法控制变量方法”是一种常用科研方法是一种常用科研方法.