高中物理 第4章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 3 牛頓第二定律課件 新人教版必修1.ppt

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3牛頓第二定律 填一填 練一練 一 牛頓第二定律 見課本第74頁(yè) 1 內(nèi)容 物體的加速度的大小跟它受到的作用力成正比 跟它的質(zhì)量成反比 加速度方向跟作用力的方向相同 2 表達(dá)式 F kma 式中F為物體所受的合力 k是比例系數(shù) 二 力的單位 見課本第75頁(yè) 1 國(guó)際單位制中 力的單位是牛頓 符號(hào)N 2 使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m s2的加速度的力 稱為1N 即1N 1kg m s2 3 比例系數(shù)k的含義 關(guān)系式F kma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F m a三量的單位共同決定 三個(gè)量都取國(guó)際單位 即三量分別取N kg m s2作單位時(shí) 系數(shù)k 1 填一填 練一練 一個(gè)物體受到4N的力作用時(shí) 產(chǎn)生的加速度是2m s2 那么這個(gè)物體在6N的力作用下 產(chǎn)生的加速度大小是 A 1m s2B 3m s2C 5m s2D 6m s2解析 由牛頓第二定律F ma可得答案 B 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 對(duì)牛頓第二定律的理解如圖 小明用力拉地面上的箱子 但箱子沒(méi)動(dòng) 請(qǐng)思考 1 根據(jù)牛頓第二定律 有力就能產(chǎn)生加速度 但為什么箱子一直沒(méi)動(dòng)呢 2 如果箱底光滑 當(dāng)拉力作用在箱子上的瞬間 箱子是否立刻獲得加速度 是否立刻獲得速度 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 1 牛頓第二定律的幾個(gè)特性牛頓第二定律揭示了加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 指明了加速度大小和方向的決定因素 對(duì)牛頓第二定律應(yīng)從以下五個(gè)方面深刻理解 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題1 根據(jù)牛頓第二定律 下列敘述正確的是 A 物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B 物體所受合力必須達(dá)到一定值 才能使其產(chǎn)生加速度C 物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個(gè)大小成正比D 加速度的方向總是跟合力的方向一致解析 物體加速度的大小與物體受到的合力成正比 與物體的質(zhì)量成反比 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 力是產(chǎn)生加速度的原因 只要有合力 物體就有加速度 它們之間是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 不存在累積效應(yīng) 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 物體加速度的大小與它受到的合力成正比 方向始終與合力方向一致 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 答案 D 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 2 力 加速度和速度的關(guān)系 1 合外力與加速度的關(guān)系 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 2 直線運(yùn)動(dòng)中加速度與速度的關(guān)系 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 3 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 4 兩個(gè)加速度公式的區(qū)別 是加速度的定義式 它給出了測(cè)量物體的加速度的方法 這是物理上用比值定義物理量的方法 是加速度的決定式 它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 例題2 導(dǎo)學(xué)號(hào)19970107一質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用 處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零 再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小 在此過(guò)程中 其他力保持不變 則質(zhì)點(diǎn)的加速度大小a和速度大小v的變化情況是 A a和v都始終增大B a和v都先增大后減小C a先增大后減小 v始終增大D a和v都先減小后增大解析 質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用 處于靜止?fàn)顟B(tài) 則多個(gè)力的合力為零 其中任意一個(gè)力與其余所有力的合力大小相等 方向相反 使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來(lái)的大小 則其余所有力的合力先變大后變小 但合力的方向不變 根據(jù)牛頓第二定律 a先增大后減小 v始終增大 故選項(xiàng)C正確 答案 C 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 當(dāng)堂檢測(cè) 變式訓(xùn)練1如圖所示 物體在水平拉力F的作用下沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng) 速度為v 現(xiàn)讓拉力F逐漸減小 則物體的加速度和速度的變化情況應(yīng)是 A 加速度逐漸變小 速度逐漸變大B 加速度和速度都在逐漸變小C 加速度和速度都在逐漸變大D 加速度逐漸變大 速度逐漸變小解析 物體向右做勻速直線運(yùn)動(dòng) 滑動(dòng)摩擦力Ff F FN mg 當(dāng)F逐漸減小時(shí) Ff mg不變 所以產(chǎn)生與v方向相反即向左的加速度 加速度的數(shù)值隨F逐漸減小而逐漸增大 因?yàn)閍與v方向相反 所以v減小 故D正確 答案 D 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 牛頓第二定律的應(yīng)用行車時(shí)駕駛員及乘客必須系好安全帶 以防止緊急剎車時(shí)造成意外傷害 請(qǐng)思考 1 汽車突然剎車 要在很短時(shí)間內(nèi)停下來(lái) 會(huì)產(chǎn)生很大的加速度 這時(shí)如何知道安全帶對(duì)人的作用力大小呢 2 汽車啟動(dòng)時(shí) 安全帶對(duì)駕駛員產(chǎn)生作用力嗎 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 兩種求加速度的方法 1 合成法 首先確定研究對(duì)象 畫出受力分析圖 將各個(gè)力按照力的平行四邊形定則在加速度方向上合成 直接求出合力 再根據(jù)牛頓第二定律列式求解 2 正交分解法 當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí) 常用正交分解法求物體所受的合力 應(yīng)用牛頓第二定律求加速度 在實(shí)際應(yīng)用中的受力分解 常將加速度所在的方向選為x軸或y軸 有時(shí)也可分解加速度 即 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 如圖所示 沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中 懸掛小球的懸線偏離豎直方向的夾角 37 小球和車廂相對(duì)靜止 小球的質(zhì)量為1kg sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說(shuō)明車廂的運(yùn)動(dòng)情況 2 懸線對(duì)小球的拉力大小 點(diǎn)撥 1 小球運(yùn)動(dòng)的加速度方向是水平向右的 合力與加速度方向相同 也是水平向右的 2 小球受繩的拉力和重力兩個(gè)力的作用 合力的方向與加速度方向相同 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 解法一合成法 1 由于車廂沿水平方向運(yùn)動(dòng) 所以小球有水平方向的加速度 所受合力F沿水平方向 選小球?yàn)檠芯繉?duì)象 受力分析如圖所示 由幾何關(guān)系可得F mgtan 則車廂做向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 2 懸線對(duì)球的拉力大小為 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解法二正交分解法以水平向右為x軸正方向建立坐標(biāo)系 并將懸線對(duì)小球的拉力FT正交分解 如圖所示 則沿水平方向有FTsin ma豎直方向有FTcos mg 0聯(lián)立解得a 7 5m s2 FT 12 5N且加速度方向向右 故車廂做向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 答案 1 7 5m s2方向向右車廂做向右的勻加速直線運(yùn)動(dòng)或向左的勻減速直線運(yùn)動(dòng) 2 12 5N 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2如圖所示 質(zhì)量為4kg的物體靜止在水平面上 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 5 物體受到大小為20N與水平方向成37 角斜向上的拉力F作用時(shí) 沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng) 求物體加速度的大小 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 選取物體為研究對(duì)象 對(duì)其受力分析如圖所示在水平方向 Fcos37 Ff ma在豎直方向 FN Fsin37 mg又Ff FN解得a 0 5m s2 答案 0 5m s2 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 利用牛頓第二定律求瞬時(shí)加速度在應(yīng)用牛頓第二定律求解物體的瞬時(shí)加速度時(shí) 經(jīng)常會(huì)遇到輕繩 輕桿 輕彈簧和橡皮繩這些常見的力學(xué)模型 全面準(zhǔn)確地理解它們的特點(diǎn) 可幫助我們靈活正確地分析問(wèn)題 1 模型的共同點(diǎn) 都是質(zhì)量可忽略的理想化模型 都會(huì)發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力 同一時(shí)刻內(nèi)部彈力處處相等且與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) 2 模型的不同點(diǎn) 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題4 一輕彈簧上端固定 下端掛一物塊甲 甲和乙用一細(xì)線相連 如圖所示 甲的質(zhì)量為2m 乙的質(zhì)量為m 兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)甲 乙之間的細(xì)線被剪斷的瞬間 甲 乙的加速度大小記作a甲 a乙 那么 A a甲 0a乙 gB a甲 a乙 gC a甲 0a乙 0D a甲 ga乙 g 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 甲 乙均靜止時(shí)受力分析如圖所示 由于物體靜止F1 mgF2 F1 2mg 而F1 F1 故F2 3mg 當(dāng)剪斷細(xì)線時(shí) F1 F1 立即變?yōu)? F2不變 答案 B 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 當(dāng)堂檢測(cè) 問(wèn)題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3 多選 如圖所示 質(zhì)量均為m的A B兩球之間系著一條不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧 放在光滑水平面上的A球緊靠墻壁 用水平力F將B球向左推壓彈簧 平衡后 突然將力F撤去的瞬間 解析 撤去F時(shí)刻 彈簧來(lái)不及發(fā)生形變 A球的受力情況不變 所受合力為零 A球的加速度為零 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 B正確 B球在水平方向受彈力作用 彈力大小等于F 由牛頓第二定律知 B球的加速度為 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 D正確 答案 BD 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 1 多選 下列對(duì)于牛頓第二定律的表達(dá)式F ma及其變形公式的理解中 正確的是 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 1 2 3 4 5 解析 a m F三個(gè)物理量的決定關(guān)系是力F和質(zhì)量m決定了加速度a 而加速度a不能決定力的大小或質(zhì)量的大小 若知道物體的受力大小和加速度大小 由可求得物體的質(zhì)量 答案 CD 1 2 3 4 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 5 2 在牛頓第二定律F kma中 有關(guān)比例系數(shù)k的下列說(shuō)法中正確的是 A 在任何情況下都等于1B k的數(shù)值是由質(zhì)量 加速度和力的大小決定的C k的數(shù)值是由質(zhì)量 加速度和力的單位決定的D 在任何單位制中 k都等于1解析 在F kma中 k的數(shù)值是由F m a三者的單位決定的 如果m的單位用kg a的單位用m s2 力的單位用N 則可使k 1 故只有選項(xiàng)C正確 答案 C 1 2 3 4 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 5 答案 B 1 2 3 4 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 5 4 多選 靜止在光滑水平面上的木塊 受到一個(gè)水平向右且逐漸減小的力的作用 在這個(gè)過(guò)程中 木塊的運(yùn)動(dòng)情況是 A 速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)B 在力減小到0以前 速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)C 力減小為0時(shí) 速度也減小為0D 力減小為0時(shí) 速度達(dá)到最大值解析 力逐漸減小 加速度逐漸變小 但加速度與速度方向相同 故木塊的速度逐漸增大 當(dāng)力減小為0時(shí) 速度達(dá)到最大值 答案 BD 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 4 5 5 在珠海航展中 殲 10的精彩表演為觀眾獻(xiàn)上了一場(chǎng)視覺(jué)盛宴 已知?dú)?10的質(zhì)量為m 1 2 104kg 在跑道上滑行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力為F 1 2 105N 殲 10受到的阻力為重力的 g取10m s2 求 1 殲 10在跑道上滑行時(shí)的加速度a的大小 2 由靜止開始加速滑行5s時(shí)的速度 1 2 3 當(dāng)堂檢測(cè) 探究一 探究二 4 5 解析 1 由題意可知?dú)?10所受合外力F合 F F阻 1 2 105N 1 2 104 10 0 1N 1 08 105N由牛頓第二定律F合 ma得 2 5s后的速度v at 5 9m s 45m s 答案 1 9m s2 2 45m s