《【人教版】高中物理必修一：4.3《牛顿第二定律》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【人教版】高中物理必修一：4.3《牛顿第二定律》ppt课件（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 1 牛顿运动定律 第四章 3 牛顿第二定律 第四章 课堂情景切入 2 知识自主梳理 3 重点难点突破 4 考点题型设计 5 易错案例剖析 6 课 时 作 业 7 学习目标定位 1 学习目标定位 理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义 知道力的国际单位 “ 牛顿 ” 的定义 熟练运用牛顿第二定律处理有关问题 课堂情景切入 短跑运动员在起跑时的好坏 ， 对于取得好成绩十分关键 ，因此 ， 发令枪响必须奋力蹬地 (见下图 )， 发挥自己的最大体能 ， 以获取最大的加速度 ， 在最短的时间内达到最大的运动速度 。 知识自主梳理 1
2、内容： 物体加速度的大小跟作用力 _， 跟物体的质量 _， 加速度的方向跟 _。 2 表达式 (1)表达式： F _， 式中 _。 (2)国际单位制中： F _。 牛顿第二定律 成正比 成反比 作用力的方向相同 外力 国际单位： _ ， 简称 _ ， 符合为_。 2 “ 牛顿 ” 的定义： 使质量为 1_的加速度的力 ， 称为 1N， 即 1N _。 3 比例系数 关系式 F 、 m、 三个量都取国际单位 ， 即三量分别取 _、 _、 _作单位时 ， 系数 k _。 力的单位 牛顿 牛 N 1m/kgm/ kg m/ 重点难点突破 一 、 牛顿第二定律的六个特性 同体性 F 、 m、 因果性
3、力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为 0，物体就具有加速度 矢量性 F 体的加速度方向由它所受的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 分力和分加速度在各个方向上的分量关系也遵循牛顿第二定律，即 止在光滑水平面上的重物 ， 受到一个很小的水平推力 ，在力刚开始作用的瞬间 ， 重物是否立即获得加速度 ， 是否立即有了速度 ？ 答案： 力是产生加速度的原因 ， 力与加速
4、度具有同时性 ，故在力作用的瞬间 ， 物体立即获得加速度 ， 但由 v 要使物体获得速度必须经过一段时间 。 二、合外力、加速度、速度的关系 1 合外力与加速度的关系 合外力与加速度合外力方向决定加速度方向 a 与 F 方向总相同合外力大小决定加速度大小 a 与 F 大小成正比2 合外力与速度的关系 合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。 3 力与运动的关系 物体受力作用运动状态变化物体速度变化力与速度同向 v 增加力与速度反向 v 减小4 加速度的定义式与决定式 a 给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法； a 揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。
5、 特别提醒： 物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系 ， 即 方向总是相同 ， 但速度 如图所示 ， 一个小孩沿水平方向用力推静止在水平地面上的小汽车 ，但无论怎样用力都无法使它做加速运动 ， 这与牛顿第二定律矛盾吗 ？ 为什么 ？ 答案： 不矛盾 。 牛顿第二定律公式中的 汽车在水平方向上不只受到小孩的推力 ， 还同时受到地面摩擦力的作用 ， 它们相互平衡 ， 所以汽车不会加速运动 。 三 、 牛顿第二定律的应用 1 解题的一般步骤 (1)明确研究对象 。 根据问题的需要和解题的方便 ， 选出被研究的物体 (2)进行受力分析和运动状态分析 ， 画好受力分析图 ， 明确运动性质和运
6、动过程 。 (3)建立坐标系 ， 一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴的方向 。 (4)根据牛顿第二定律列方程求解 。 2 常用方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时 ， 应用平行四边形定则求这两个力的合力 ， 再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向 。 加速度的方向就是物体所受合外力的方向 。反之 ， 若知道加速度的方向 ， 也可应用平行四边形定则求物体所受的合外力 。 (2)正交分解法：当物体受到多个力的作用时 ， 利用正交分解法较为简单 ， 利用正交分解法需要建立直角坐标系 ， 建系原则是尽可能少分解矢量 。 因此建系有两种情况： 沿加速度的方向建一坐标轴 ， 沿垂直
7、加速度方向建一坐标轴 。 这种方法不需要分解加速度 。 沿某特定方向建立坐标轴 ， 这样可能少分解力 ， 但需要分解加速度 ， 此时应用： 一辆小车在水平地面上沿直线行驶 ， 在车厢上悬挂的摆球相对小车静止 ， 其悬线与竖直方向成 角 ， 如图所示 ， 问小车的加速度多大 ， 方向怎样 ？ 答案： 向水平向左 解析： 摆球与小车相对静止 ， 摆球的加速度等于小车的加速度 。 解法一 (利用合成法求解 )：摆球的受力情况如图所示 ， (其合力水平向左 ) 由图甲可知， F 合 mg ， 所以加速度 a F 合m g ，方向水平向左。 解法二 ( 利用正交分解法求解 ) ： 摆球的受力情况如图乙所
8、示， 由牛顿第二定律得： F F 0 由 得 a g ，方向水平向左。 考点题型设计 关于牛顿第二定律 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 牛顿第二定律的表达式 F B 某一瞬时的加速度 ， 只能由这一瞬时的外力决定 ， 而与这一瞬时之前或之后的外力无关 C 在公式 F 若 则 D 物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致 对牛顿第二定律的理解 解析： 牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动 ，F 果 F 是合力 ，则 即各分力产生加速度的矢量和 ， 果物体做减速运动 ， 则 反向 ， 答案： 列对牛顿第二定律的表达式 F 其变形公式的理解，正确的是 ( ) A 由 F 知，物体所受的合
9、力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B 由 m 体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比 答案： 析： 牛顿第二定律的表达式 F 即已知两个量 ， 可求第三个量 ， 但物体的质量是由物体本身决定的 ， 与受力无关；作用在物体上的合力 ， 是由和它相互作用的物体作用产生的 ， 与物体的质量和加速度无关；故排除 A、 B， 选 C、 D。 C 由 a 体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比 D 由 m 体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出 (如皋市 2013 2014学年高一上学期期末 )如图所示 ， 自由下落的小球下落一段时间后 ， 与弹簧接触 ， 从它接
10、触弹簧开始 ， 到将弹簧压缩到最短的过程中 ， 小球的速度和加速度的变化情况是 ( ) A 速度变大 ， 加速度变小 B 速度变小 ， 加速度变大 根据牛顿第二定律分析力与运动的关系 C 速度先变小 ， 后变大；加速度先变大 ， 后变小 D 速度先变大 ， 后变小；加速度先变小 ， 后变大 解析： 开始阶段 ， 弹簧的压缩量较小 ， 因此弹簧对小球向上的弹力小于向下重力 ， 此时合外力大小： F 方向向下 ， 随着压缩量的增加 ， 弹力增大 ， 故合外力减小 ， 则加速度减小 ， 由于合外力与速度方向相同 ， 小球的速度变大；当 合外力为零 ， 此时速度最大；由于惯性物体继续向下运动 ， 此时
11、合外力大小为： F 方向向上 ， 物体减速 ， 随着压缩量增大 ， 物体合外力增大 ， 加速度增大 ， 故整个过程中加速度先变小后变大 ， 速度先变大后变小 ， 故 答案： D 点评： 本题容易错误地认为小球接触弹簧后 ， 立即做减速运动 。 建立正确的受力图景 ， 是处理此类问题的关键 。 (天津市 2014 2015学年高一上学期五校期末联考 )如图所示 ， 在光滑水平面上 ， 轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上 。 一物块在水平恒力 接触弹簧后 ， 压缩弹簧 ， 直至速度为零 ， 整个过程中 ， 物体一直受到力 弹簧一直在弹性限度内 ， 在物体与弹簧接触后向右运动的过程中 ， 下列说法正确的
12、是 ( ) A 物块接触弹簧后立即做减速运动 B 物块接触弹簧后先加速后减速 C 当弹簧形变量最大时 ， 物块的加速度等于零 D 当物块的速度最大时 ， 它所受的合力为零 答案： 析： 当木块接触弹簧后 ， 水平方向受到向右的恒力 弹簧的弹力先小于恒力 F， 后大于恒力F， 木块所受的合力方向先向右后向左 ， 则木块先做加速运动 ， 后做减速运动 ， 当弹力大小等于恒力 木块的速度为最大值 。 当弹簧压缩量最大时 ， 弹力大于恒力 F， 合力向左 ，加速度大于零 ， 故 A、 B、 如图所示 ， 自动扶梯与水平面夹角为 ， 上面站着质量为 当自动扶梯以加速度 求扶梯对人的弹力 f。 牛顿第二定律的应用 解析： 这是一个动力学问题，人受到竖直向下的重力 竖直向上的支持力 F N 和水平向右的摩擦力 F f ，因为人的加速度方向沿扶梯向上，所以人所受的这三个力的合力方向也沿扶梯向上。 解法一：建立如图甲所示的直角坐标系，人的加速度方向正好沿 x 轴正方向，由题意可得 x 轴方向： mg s y 轴方向： mg co s 0 解得 ma s ， ma 。 解法二：建立如图乙所示的直角坐标系 (水平向右为 竖直向上为 。 由于人的加速
