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(共31张PPT)
1．通过分析探究实验数据，能够得出牛顿第二定律的数 学表达式F＝kma。
2．理解牛顿第二定律的内容、表达式的意义。
3．知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
4．会运用牛顿第二定律分析和处理实际生活中的简单问题，体会物理的实用价值，培养学生关注生活、关注实际的态度。
4.3 牛顿第二定律
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
实验回顾：探究加速度与力、质量的关系
m一定时，a∝F
F一定时，a∝1/m
惯性
牛顿第一定律
力和运动的关系
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
一、牛顿第二定律：
物体加速度的大小跟它受到的合外力成正比
跟物体的质量成反比
加速度的方向跟合外力的方向相同
牛顿
1643年-1727年
合外力
比例系数
质量
加速度
k等于多少呢？
2、数学表达式：
1、内容：
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
即：1牛顿(N)=1kg·m/s2
二、力的单位
(1)F＝kma中k的数值取决于F 、m、a的单位的选取。
(2)当k =1时，质量 m = 1 kg 的物体，获得a = 1 m/s2 的加速度所需要的力：F=ma=1 kg×1m/s2= 1 kg·m/s2
(3)若把 1 kg·m/s2 叫做“一个单位”的力，力F的单位就是千克米每二次方秒。后人为了纪念牛顿，把它称作“牛顿”，用符号N表示。
物理意义：
质量为1kg的物体，获得1m/s2 的加速度所需要的力为1N。
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
在质量的单位取千克(kg)，加速度的单位取米每二次方秒(m/s2)，力的单位取牛顿(N) 时，牛顿第二定律可以表述为：
F合＝ma
1.单位：各物理量均为国际单位。即：N、kg、m/s2
2.五个性质：
（1）因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合外力不为0，物体就具有加速度。
三、对牛顿第二定律的理解
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
（2）同体性：F合＝ma中F合、m、a都是对同一物体而言的。
（3）矢量性：F合、a都是矢量，且方向相同。
例如：火箭发射过程中的受力以及加速度情况。
G
F推
向上
a的方向也向上
a
（4）瞬时性：a与F合是瞬时对应关系，（同时产生，同时变化，同时消失）
同生共死
G
FN
G
FN
F牵
Ff
Ff
G
FN
向右
向右
向左
向左
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
（5）独立性：每一个力都可以使物体独立的产生加速度,但物体的加速度是所有力产生加速度的矢量和，即合加速度。
G
FN
Ff
a牵
a1
a2
af
F牵
a合
物体实际的加速度a就是每个力的加速度的矢量和
a合
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
牛顿运动定律只在惯性参考系内成立
牛顿运动定律只对宏观低速物体成立
惯性参考系：不受力的物体在其中会保持静止和匀速直线运动状态的参考系。
四、牛顿运动定律的适用范围
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
【练习1】下列对牛顿第二定律的理解正确的是(　　)
A．由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比
B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C．加速度的方向与合外力的方向一致
D．当外力停止作用时，加速度随之消失
CD
m决定于物体本身
力是产生加速度的原因，但是没有加速度时，也可受力 （F合=0）
矢量性
瞬时性
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
【练习2】
静止在光滑水平面上的物体，受到一个很小的水平推力，在力刚开始作用的瞬间，物体是否立即获得加速度？是否立即获得速度？
力作用的瞬间，物体即获得加速度，力和加速度可以突变。
速度变化需要时间累积，速度不可突变
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
五.加速度两种表达式的比较
决定式
它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度大小、方向的因素．
定义式
物体的加速度与运动时间和速度变化量无关。
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
F合一定
a一定
匀变速运动
例：自由落体
F合变化
a变化
非匀变速运动
F合=0
a=0
静止或匀速运动
平衡状态
六、力和运动的关系
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
【例题1】在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2 000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变.
【解析】以汽车为研究对象。设汽车运动方向为x轴正方向，建立坐标系，取消动力后，汽车做匀减速直线运动。
对汽车运动分析：
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
由关系式
汽车受到的阻力是437 N，方向与运动方向相反。
G
FN
F阻
O
x
…… ①
对汽车受力分析并求合：
…… ②
…… ③
联合①②③得：
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
重新起步后，汽车的受力如图：
F合=F牵－F阻 =2 000N-437N=1 563N
F阻
F牵
FN
G
O
x
重新起步产生的加速度是1.42 m/s2，方向与运动方向相同。
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
F=ma是联系运动和力的桥梁
求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，
正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。
受力情况分析
求合力
确定研
究对象
运动情
况分析
F=ma
运动学公式
总结：
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
应用牛顿第二定律解题的步骤：
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
例题2： 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。
分析 列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以小球的加速度与列车的加速度相同。
对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得车的加速度。
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
mg
F合
a
解：方法1：合成法
以小球为研究对象，受力分析如图
F合=mgtanθ
a＝g tan θ 方向水平向右
FT
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
方法2：正交分解法：
FT cos θ ＝ mg
FT sin θ ＝ ma
小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。则：
对小球受力分析，建立直角坐标系。将拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。
联立①②两式，可以求得小球的加速度为： a＝g tan θ 方向水平向右
mg
FT
Fx
a
Fy
…… ①
…… ②
x
y
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
1.下列说法正确的是：
（1）物体合外力减小时，加速度一定减小。
（2）物体速度为零，合外力一定为零。
（3）物体合外力为零时，速度一定为零。
（4）物体合外力减小时，速度一定减小。
（5）物体的运动方向一定跟合外力方向相同。
（6）物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
（7）根据m=F/a，物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比。
课堂练习
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
2.一物体沿倾角为α的斜面下滑时，恰好做匀速运动，若物体以某一初速度冲上斜面，则上滑时物体加速度大小为（ ）
A.gsin α B.gtan α
C.2gsin α D.2gtan α
C
α
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
类别 弹力表现形式 弹力方向 能否突变
轻绳
橡皮条
轻弹簧
轻杆
七、瞬时加速度问题
拉力
沿绳收缩方向
能
拉力
沿橡皮条收缩方向
不能
拉力、支持力
沿弹簧轴线方向
不能
拉力、支持力
不确定
能
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
模型一：
弹簧类
特点：
产生弹力时，形变比较明显。当外力撤销时，形变恢复需要一定时间，弹力不会发生突变，除非剪断弹簧。
模型二：轻绳类
特点：
产生弹力时，形变不明显。当外力撤销时，形变马上恢复，弹力发生突变
1、问题模型
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
2、求解瞬时性问题的步骤
（1）.明确研究对象，分析研究对象初始状态下的受力情况；
（2）.判断瞬时变化时哪些力发生突变，哪些力不变：
（3）.分析变化后各物体的受力；
（4）.根据牛顿第二定律求解各物体的加速度。
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
【典例1】如图所示，两个质量相等的小球A和B之间用细绳连接，然后用轻弹簧悬挂于点。两球静止后将细绳剪断，剪断细绳瞬间，有关A球和B球加速度的说法正确的是（　　）（重力加速度大小为）
A．A球的加速度大小为，方向竖直向上
B．A球的加速度大小为，方向竖直向上
C．B球的加速度大小为，方向竖直向下
D．B球的加速度大小为零
A
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位
1.内容
2.力的单位
公式
意义
F＝ma
阐述了力、质量和加速度三者的数量关系，还明确了加速度和力的方向关系。
1N＝1 kg·m/s2
3.牛顿第二定律的理解与应用位
瞬时加速度
牛顿第二定律
力的单位

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