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(共28张PPT)
§4.3 牛顿第二定律
《运动和力的关系》
一：牛顿第二定律
实验结论：a∝F
实验结论：a∝1/m
a
F
a
1/m
F =kma
k 为比例系数
1、内容:物体的加速度跟作用力成正比，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。
2、表达式:
3、注意:
定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2 加速度所需力的大小为1牛顿。
各物理量取国际单位时，k=1
1N=1kg.m/s2
一：牛顿第二定律
矢量式（a与F同向）
牛顿第一定律并不是牛顿第二定律 F=0 时的特殊情况，因为牛顿第一定律描述了物体不受外力时的运动状态，是一种理想情况，有其自身的物理意义和独立地位，同时还引入了惯性的概念。
思考：牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例
伽利略理想实验
二：牛顿第二定律的理解（意义）
1.因果性：“a=F/m”反映了一种因果关系，力是产生加速度的原因
2.瞬时性：a和F同时产生、同时消失、同时变化
3.独立性：每个力各自独立地使物体产生，每个方向的合力决定该方向的加速度
4.同一性：F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。参考系是统一的。单位制是统一的。
5.局限性：惯性系，低速宏观
二：牛顿第二定律的理解（五个性质）
问题1. 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？
力是产生加速度的原因
a=
m
F
m=
a
F
F=ma
F与m成正比
F与a成正比。
m与F成正比；
m与a成反比。
a与F成正比；
a与m成反比。
F由外界提供
m是固有属性
a的决定式
（m一定）
（F一定）
因果性
定义式
问题2. 放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作用下由静止开始运动，
(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化 速度将怎样变化
(2)当力F减到0时，加速度为___,速度达到___
加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.
即:同时产生,同时消失,同时变化.
加速度减小，速度增大
0
最大
瞬时性
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箱子，却提不动它。这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？
问题3.如图：一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则
(1) 物体产生的加速度是多大？
F1
N
G
F2
a2
a1
(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？
(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？
（2m/s2）
（0）
独立性
问题4：光滑水平面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°角的两个水平方向的力F1和F2的作用，两个力的大小都是10N。这个物体的加速度是多大？
正交分解法
平行四边形法
F1
F2
0
F
x
y
0
F1
F2
先求a1 、a2,在合成a
先合成F,在求a
1、基本思路：
受力情况
运动情况
牛顿第二定律
运动学公式
2、解题步骤：
①明确研究对象（隔离或整体）
②进行状态法受力分析画出受力示意图(运动、受力都分析)
③正交分解规定正方向
由牛顿第二定律列出动力学方程
⑤必要时检验或讨论（统一国际单位）
④
三：牛顿第二定律的简单应用（基本套路）
G
FT
F
三：牛顿第二定律的简单应用（状态法）
a
如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力F。
【变式】如图所示,小车上固定着硬杆,杆的端点固定着一个质量为 m 的小球．当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用 F1至 F4变化表示)可能是下图中的(OO′沿杆方向)( )
A.
B.
D.
C.
C
三：牛顿第二定律的简单应用（正交分解独立性）
如图，超市电梯刚启动时做加速度为a匀加速，倾角为θ，质量为m的乘客所受电梯的摩擦力为？
如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m＝0.2 kg的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间的能量损失不计，取重力加速度g ＝ 10 m/s2，则下列说法中正确的是
A．该弹簧的劲度系数为20 N/m
B．当Δx ＝ 0.3 m时，小球加速度向下
C．小球刚接触弹簧时速度最大
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大
三：牛顿第二定律的简单应用（瞬时性）
AD
C
如图4所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端连接一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，重力加速度为g.当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为(　　)
三：牛顿第二定律的简单应用（整体隔离）
D
【连接体模型】五块完全相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的摩擦不计.当用力F推1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为______.
拓展1：若木块与地面间的动摩擦因数相同，则2、3间的推力？
拓展2：若在斜面上推呢？（无f，有f）
拓展3：若水平面上力F向左推5呢？
θ
小物块m与各面均光滑的斜面体M，叠放在光滑水平面上，如图所示，在水平力F1(图甲)作用下保持相对静止，此时m、M间作用力为FN1；在水平力F2(图乙)作用下保持相对静止，此时m、M间作用力为FN2.则下列说法正确的是(　　)
A．若m＝M，则有F1＝F2
B．若m＝M，则有FN1>FN2
C．若mD．若m如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为 =0.4.现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F的作用时间至少为（取g=10m/s2）
A.0.8s B.1.0s
C. D.
三：牛顿第二定律的简单应用（多过程）
传送带以恒定速度v＝4m/s顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m＝2 kg的小物品轻放在其底端（小物品可看成质点），平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝20 N拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地高为H＝1.8m的平台上，如图所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
（1）物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？
（2）若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F，则物品还需多少时间才能离开皮带？
（一）接触分离临界
（1）经过多长时间物块甲离开挡板？
（2）从开始到物块甲离开挡板的过程中，Fmin和Fmax分别为？
三：牛顿第二定律的简单应用（临界）
（二）绳临界
绳松弛时拉力为0
思考：试分析如果绳不松弛，物体加速度范围
（三）摩擦临界
C

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