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5.3牛顿第二运动定律
01
掌握牛顿第二定律的文字内容和数学表达式。(重点)
02
理解公式中各物理量的意义及相互关系。
03
知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
04
会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。(重点、难点)
学习目标
物体运动的加速度不仅与其合外力有关，还与物体的质量有关。
由上节实验探究可知？？
怎样定量描述这种关系呢？
1、牛顿第二运动定律及其意义
大量实验证明，当物体质量不变时，其加速度与所受合外力成正比，即：
不同物体所受合外力不变时，其加速度与质量成反比，即：
综合以上两个结论，可得：
牛顿第二运动定律：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与与合外力方向相同。
（k为比例常数）
力的单位牛顿（N）就是根据牛顿第二定律规定的：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所用的力为1kg·m/s2。后人为纪念牛顿，将kg·m/s2称为牛顿，简称牛，用符号N表示。
即： 1N=1kg·m/s2

当公式F=kma中力、质量、长度及时间的单位分别为牛顿（N）、千克（kg)、米（m）和秒（s）时，k=1，公式可简化为：
适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
1．赛车为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多，而且还安装一个功率很大的发动机？
为了提高赛车的灵活性，由牛顿第二定律可知，要使物体有较大的加速度，需减小其质量或增大其所受到的作用力，赛车就是通过增加发动机动力，减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度，从而提高赛车的机动灵活性，这样有益于提高比赛成绩。
思考：
2．如图所示，一质量为m的物体放在光滑的水平面上，在一水平向左的力F作用下弹簧被压缩，物体处于静止状态。
额外（1）突然撤掉力F的瞬间，物体的速度为多少？有加速度吗？
速度为零，有加速度。
（2）加速度的方向如何？大小为多少？
加速度的方向水平向右，大小为
牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素。
　例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。
问题：
1.物体的受力情况如何？
2.物体所受的合力如何？
3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？

Ｖ
Ｏ
=O

t=4s

Ｖ
t
=?

Ｘ=?

Ff
F
G
FN
4.如何求加速度？
5.本题的解题思路如何？
变式.一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为0.2。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。
Ff
F
G
FN
从受力确定运动情况
已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
解：木箱受力如图：将F正交分解，则：
练习：一木箱质量为ｍ=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2，现用斜向右下方Ｆ=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。Ｆ与水平方向成θ=37O角，求经过ｔ=5秒时木箱的速度。
FN
mg
Ff
F
θ
F1
F2
F2= F sinθ ②
F1= F cosθ ①
Ff＝μFN ⑤
由①②③④⑤ ⑥得
竖直方向： ③
水平方向： ④
v ＝at ⑥
代入数据可得： v ＝２４m/s
例题2一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
θ
G2
G1
θ
mg
F阻
FN
已知运动情况求受力情况
本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？
从运动情况确定受力
已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
例题2一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
θ
G2
G1
θ
mg
F阻
FN
上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?
如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？
如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？
更上一层：
一、 从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
动力学的两类基本问题
解题思路：
力的合成与分解
F合= m a
运动学公式
受力情况
合力F合
a
运动情况
1、确定研究对象。
2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。
3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。
4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。
5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
应用牛顿运动定律解题的一般步骤
练习：
1、(多选)如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是(　　)
A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变
B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ
C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为
D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ
BC
2、 两个质量均为m的小球，用轻杆连接后通过细绳悬挂在天花板上，如图所示。现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，重力加速度为g则(　　)
A．a1＝g，a2＝g　　　　　　 B．a1＝0，a2＝2g
C．a1＝g，a2＝0 D．a1＝2g，a2＝0
A
2、国际单位制
1．一个物理公式在确定了相关物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。
2．国际单位制：国际单位制由基本单位 和导出单位组成。
3．力学中的三个基本物理量是：长度、质量、时间．它们的单位为基本单位，国际单位制中依次是米（m）、千克（kg） 、秒（s) 。
4．导出单位：在力学中利用物理公式从三个基本单位导出的其他单位。
思考：
1、在力学问题的分析计算中，只能采用国际单位，而不能采用其它单位吗？
国际单位制只是诸多单位制中的一种，实际生活中还有其他单位制，在力学问题的分析计算中也可根据情况采用其他单位制，如计算汽车的速度时常用千米/小时。
2、利用物理公式计算时，为什么要统一国际单位？
统一国际单位后计算时不必一一写出各自的单位，计算形式简洁。
3、利用单位制能检验计算结果的正、误吗？
能。
课堂总结：
谢谢观看

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