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(共40張PPT)
牛頓第二定律
1.理解牛頓第二定律的內容和公式
2.知道國際單位制中力的單位“牛頓” 的定義
3.會用牛頓第二定律的公式進行受力分析和加速度的計算
學習目標
通過上節課的實驗，我們能得出什么結論？
任務1 初步認識F、m、a之間的關系
用數學式子表示就是：a∝F
（1）當保持物體質量不變時，物體的加速度與它所受力成正比。
（2）當保持物體受力不變時，物體的加速度跟質量成反比。
用數學式子表示就是：a ∝1/m
任務1 初步認識F、m、a之間的關系
思考討論：小車的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質量m成反比。那么，對于任何物體都是這樣的嗎？
甲：猜想中的a-F圖像
乙：根據實際數據作出的a-F圖像
任務2 牛頓第二定律的表達式
大量的實驗和觀察到的事實都可以得出：物體的加速度a與它所受的作用力F成正比，與它的質量m成反比。
任務2 牛頓第二定律的表達式
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、牛頓第二定律可表述為：
a∝
其中k是比例系數
也可以寫成等式： F＝kma
1、牛頓第二定律的內容
任務2 牛頓第二定律的表達式
思考與討論：取質量的單位是千克（kg），加速度的單位是m/s2，根據上述牛頓第二定律中加速度與力、質量的關系，我們應該怎樣確定力的單位？
F ＝kma
任務2 牛頓第二定律的表達式
1kg·m/s2 =F＝kma＝k·1kg·1m/s2
我們規定“一個單位”的力為 F=1kg·m/s2 ，則k＝1，那么力F的單位就是千克米每二次方秒（kg·m/s2 ）
F ＝ma
任務3 力的單位
后人為了紀念牛頓，把它稱作“牛頓”，用符號N表示，簡稱“牛”
牛頓
力 F的單位： kg·m/s2
讀作：千克米每二次方秒
1N 就是使質量為1kg的物體獲得1m/s2的加速度的力
任務3 力的單位
1N＝1kg·m/s2
1、牛頓第二定律的內容
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2、牛頓第二定律表達式：
F＝ma
任務4 對牛頓第二定律的理解
物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
任務4 對牛頓第二定律的理解
F與a成正比
因果性
力是產生加速度的原因
質量與加速度成反比
放著
為什么沒有加速度？
F＝ma
合外力
F合＝ma
任務4 對牛頓第二定律的理解
F
（1）一個物體靜止在光滑水平面上，施加一個向右的恒力F1，物體將做什么運動？物體加速度a1的方向如何？
矢量性
任務4 對牛頓第二定律的理解
F ＝ma
（2）有一小球懸空靜止，此時小球的有沒有加速度？
任務4 對牛頓第二定律的理解
瞬時性
F ＝ma
（3）剪斷細繩前，小球受幾個力？
任務4 對牛頓第二定律的理解
獨立性
F ＝ma
重力有沒有產生加速度 g
力的獨立性原理：物體受到幾個力的作用時，每個力各自獨立地使物體產生一個加速度，就像其他力不存在一樣，這個性質叫作力的獨立性原理。
任務4 對牛頓第二定律的理解
總結
①因果性：力是產生加速度的原因
②矢量性：a與F 的方向總是相同
③瞬時性：a與F總是同生同滅同變化
④獨立性：各個力都會產生加速度，物體的實際加速度
為合加速度
理解牛頓第二定律
牛頓運動定律的適應范圍：是對宏觀、低速物體。
【課堂反饋1】下列對牛頓第二定律的理解正確的是(　　)
A．由F＝ma可知，F與a成正比，m與a成反比
B．牛頓第二定律說明當物體有加速度時，物體才受到外力的作用
C．加速度的方向與合外力的方向一致
D．當外力停止作用時，加速度隨之消失
CD
m決定于物體本身
力是產生加速度的原因，但是沒有加速度時，也可受力 （F合=0）
矢量性
瞬時性
由牛頓第二定律說一說為什么描述物體慣性的物理量是質量？
由牛頓第二定律：F＝ma可知在確定的作用力下，決定物體運動狀態變化難易程度的因素是物體的質量。
思考
分析：如圖，取消動力后，對汽車受力分析
v
F阻
x
o
例題1 在平直路面上，質量為1100kg的汽車在進行研發的測試，當速度達到100 km/h時取消動力，汽車受到阻力是 440 N，汽車的加速度是多少？重新起步加速時牽引力為2000N，產生的加速度是多少？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。
小試牛刀
解： 以汽車為研究對象。設汽車運動方向為正方向，取消動力后，汽車做勻減速直線運動,汽車受力如圖.根據牛頓第二定律得
F阻
v
G
FN
故取消動力后汽車加速度大小是 0.4 m/s2，方向與運動方向相反。
小試牛刀
如右圖，重新起步后，汽車所受的合力為
F合＝2000N－440N＝1560N
由牛頓第二定律可以得到汽車的加速度
重新起步產生的加速度是1.42m/s2，方向與運動方向相同。
F阻
v
G
FN
F牽引
應用牛頓第二定律解題的一般步驟：
1、確定研究對象。
2、分析研究對象的受力情況，畫出受力圖。
3、建立直角坐標系，求出合力。
4、根據牛頓第二定律和運動學公式列方程求解。
θ
例題2：某同學在列車車廂的頂部用細線懸掛一個小球，在列車以某一加速度漸漸啟動的過程中，細線就會偏過一定角度并相對車廂保持靜止，通過測定偏角的大小就能確定列車的加速度如圖所示。在某次測定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。
小試牛刀
分析：列車在加速行駛的過程中，小球始終與列車保持相對靜止狀態，那么小球的加速度與列車的加速度相同
小試牛刀
FT
G
O
F
θ
解：方法1：選擇小球為研究對象。設小球的質量為m，小球在豎直平面內受到重力mg、繩的拉力FT，如圖所示。
FT與mg的合力方向水平向右，
根據牛頓第二定律可得
小球的加速度
小試牛刀
G
O
y
x
θ
Fx
Fy
FT
方法2：如圖對小球受力分析，將小球所受的拉力FT分解為水平方向的Fx和豎直方向的Fy。
根據平衡條件
豎直方向有：Fy－mg＝0
即 FTcosθ＝mg （1）
小試牛刀
在水平方向有：
Fx＝FTsinθ
FTsinθ＝ma（2）
（1）（2）式聯立，可以求得小球的加速度為
a＝gtanθ
列車的加速度與小球相同，大小為gtanθ，方向水平向右。
小試牛刀
由牛頓第二定律F＝ma可知，如果給物體施加一個已知的力，并測得物體在這個力作用下的加速度，就可以求出物體的質量。這就是動力學測量質量的方法。
太空中質量的測量
科學漫步
用動力學方法測質量
課堂小結
課堂練習
1、（2019 上海）在太空中測宇航員質量，測量儀器提供拉力、并測出宇航員的——————，根據———————————得出宇航員的質量。
加速度
牛頓第二定律
2、光滑水平面上的一個物體，質量為2kg，處于靜止狀態。當它受到一個水平恒力作用后，在頭2.0s內移動了8m。那么，該物體受水平力作用之后的加速度大小為————m/s2，所受的水平恒力大小為————N。
4
8
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
作業布置
課后練習和同步練習

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