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新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第四章
新课引入
赛车质量小、动力大，容易在短时间内获得较大的速度，也就是说，赛车的加速度大。
当力 F 一定时，加速度 a与质量M 成反比．
当质量 M 一定时，加速度 a与力 F 成正比．
探究：加速度与力、质量的关系
质量一定时加速度与力的关系
力一定时加速度与质量的关系
1、通过位移传感器，记录滑块运行过程中位移随时间的变化情况；
2、由计算机软件计算各点的速度，作出 图像。
3、若滑块做匀加速直线运动， 图像是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体加速度的大小。
数字化实验的过程及结果分析
保持滑块质量 不变，改变拉力
文字表述：
质量不变，加速度与力成正比。
数字化实验的过程及结果分析
保持拉力 不变，改变滑块的质量
文字表述：
力不变，加速度与质量成反比。
数字化实验的过程及结果分析
物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同.这就是牛顿第二定律.
引入比例系数
牛顿第二定律的表述
牛顿第二定律的表述
数学表达式：
国际上规定，使质量为1kg的物体获得1m/s2的加速度的力为1N.
加速度、质量、力使用国际单位，则比例系数 ，简化。
数学表达式：
即
等价
牛顿第二定律的表述
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
因果性
问题2. 在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？
物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。
矢量性
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.
瞬时对应性
问题3：若作用在物体上的外力随时间不断变化，则物体的加速度会如何？
问题4. 从牛顿第二定律的内容分析, F、m、 a是对于几个物体而言的
F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。
同体性
问题5：若该物体同时受到这两个相互垂直的力共同作用呢，请问该物体的加速度大小和方向又是怎样的呢？
a
F1
F2
F合
a
F1
F2
F合
a2
a1
　 作用在物体上的每一个力都各自产生加速度，与其他力无关;而物体实际的加速度a是每个力的加速度的矢量和，F应为物体受到的合外力。
独立性
问题6：牛顿第二定律可以应用于所有运动吗？
如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。以加速运动的物体作为参考系，牛顿第一定律并不成立，这样的参考系叫作非惯性系。
牛顿第二定律只能解决惯性参考系中宏观物体的低速运动问题，对于高速运动问题及微观粒子不适用。
局限性
【例题】一辆质量为1.0×103kg 的汽车，经过10s 由静止沿直线匀加速到30m/s.求汽车所受的合力。
解：由运动学公式：
得：
根据牛顿第二定律：
得：
②分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图
③求出合力
④选取正方向，根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解
①确定研究对象
用牛顿第二定律解题的一般步骤
从牛顿第二定律可知，无论怎样大小的力都可以使物体产生加速度。可是当我们用力提一个很重的物体时，我们却提不动它。这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？
由公式F=ma看，F合为合外力，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。现用力提一很重的物体时，物体仍静止，说明合外力为零。由受力分析可知F+N-mg=0
没有矛盾
牛顿第二定律
1、内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.
一、研究过程：控制变量法
二、牛顿第二定律
F合=ma
2、公式：
3、对牛顿第二定律的理解：
同体性
矢量性
瞬时性
独立性
小 结
因果性
局限性
三、运用牛顿第二定律解题的一般步骤
1、确定研究对象；
2、对研究对象进行受力分析及运动状态分析；
3、求出合力；
4、根据牛顿第二定律F=ma建立方程并求解。
小 结
牛顿第二定律
1.（多选）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.加速度的方向总跟合外力的方向一致
D.当外力停止作用时，加速度随之消失
CD
练习
2.（多选）关于力和物体运动的关系，下列说法中正确的是
（ ）
A．物体受到的合外力越大，则速度的改变量就越大
B．物体受到的合外力不为零且不变，则物体的运动状态一定改变
C．物体受到的合外力不为零且改变，则物体的速度一定改变
D．物体受到的合外力为零，则物体的运动状态一定不改变
BCD
练习
3.力F1单独作用在物体上产生的加速度a1=5m/s2，力F2单独作用在该物体上产生的加速度a2=4m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为（ ）
A．7 m/s2 B．0.5 m/s2
C．1 m/s2 D．10 m/s2
BD
练习
4.如图所示，当小车水平向右加速运动时，物块M相对静止于车厢后竖直壁上。当小车的加速度增大时（ ）
A.M所受的静摩擦力增大
B.M对车厢的作用力增大
C.M仍相对车厢静止
D.M受到的合外力为零
BC
练习
5.一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑，（1）若斜面光滑，求物体的加速度；
（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度。
θ
mg
FN
θ
F合
a
Ff
F2
F1
θ
解：（1）若斜面光滑，对物体受力分析如图：
根据牛顿第二定律：mgsinθ=ma，得：a=gsinθ
（2）若斜面粗糙，物体受力如图
根据牛顿第二定律：mgsinθ-Ff=ma Ff=μFN，FN=mgcosθ 联立得：a=gsinθ-μgcosθ
练习

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