《人教版高一物理《4.3牛顿第二定律》课件（共43张PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高一物理《4.3牛顿第二定律》课件（共43张PPT）（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、在“验证牛顿第二定律”实验中：,(1)图1给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出,打点计时器频率50Hz)，计数点间的距离如图1所示。根据图中数据计算的加速度a=_m/s2(保留三位有效数字).,4.3 牛顿第二定律,F=ma,力,运动状态变化,速度变化,产生加速度,力是产生加速度的原因,知识回顾： 1.力和运动的关系是怎样的呢?,?,a,F,m,推导：,a F,F ma,正比于,F k ma,k 为比例系数,国际单位制中，力的单位是牛顿，“1N”的力是使质量是1kg的物体获得加速度1 m/s2的加速度所需要的力， 人
2、为规定 : 1N=1kg.m/s2,所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成,F ma,牛顿第二定律的数学表达式,F k ma,思考：k=?,一.牛顿第二定律,内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.,F ma,牛顿第二定律更一般的表述：,物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.,合外力,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,二.对牛顿第二定律的理解,问题2. 在牛顿第二定律的表达式 F =
3、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,问题3. 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4.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
4、.即:同时产生,同时消失,同时变化.,瞬时对应性,加速度减小，速度增大,0,最大,问题5.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？,(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）,物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。,独立性,讨论：从牛顿
5、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物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？,答：没有矛盾， (1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0； (2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0,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、物体合外力减小时，速度一定减小3、物体速度为零，合外力一定为零4、物体合外力为零时，速度一定为零5、物体的运动方向一定跟合外力方向相同6、物体的加速度方向一定跟合外力方向相同,小试牛刀:,练习
6、一：,质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A、5m/s2 B、3m/s2C、2m/s2 D、0.5m/s2,练习二：,答案：ABC,正交分解法,平行四边形法,例：光滑水平面上有一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个水平力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多大？,有没有其他方法？,0,F1x,F1y,F2x,F2y,- -,- -,- -,- -,) 600,) 600,) 600,) 600,) 600,汽车重新加速时的受力情况,某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发
7、动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。,汽车减速时受力情况,课本例1：,解: 设汽车运动方向为正方向 关闭发动机后： 汽车水平受力如右图(1) 汽车初速 v0=100km/h=27.8m/s 汽车末速 v=0 汽车运动时间 t=70s因此，汽车的加速度 有牛顿第二定律得汽车受到的阻力为负号表示与速度方向相反,图(1)减速时,重新启动后：汽车水平受力如右图(2) F合=F-f阻 =2000N-437N =1563N有牛顿第二定律得汽车的加速度为 加速度方向与汽车速度方向相同,图(2)加速时,三.用牛
8、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,3.求出合力；(力的合成法；正交分解法),4.根据牛顿第二定律F=ma建立方程并求解。,思考：在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，为什么只有当盘和砝码的质量m远远小于小车和砝码的质量M时，才有盘和砝码的总重力等于小车受到的拉力？,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.,小 结,一、研究过程：控制变量法,二、牛顿第二定律,3、对牛顿第二定律的理解：,同体性,矢量性,瞬时性,独立性,牛顿第二定律,小 结,三、运用牛顿第二定律解题的一般步骤,1、确定研究对象；2、
9、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。,练习三：,如图所示,质量为4 kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20 ,与水平方向成60角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(取10 m/s2),解：对物体进行受力分析，如图：,在竖直方向上合力为零，在水平方向上，F合=Fcos由牛顿第二定律得：,代入数据可解得物体的加速度a=2.5 m/s2.,图1,一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，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，求物体的加
10、速度？,练习四：,静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变、大小从某一数值逐渐减小的水平外力作用时，木块将做 ( )A.匀减速运动B.匀加速运动C.加速度逐渐减小的变加速运动D.加速度逐渐增大的变加速运动,C,(广东高考单选)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20kg的建筑材料以0.5ms2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(取10 ms2)( ) A.510 NB.490 N C.890 ND.910 N,B,由受力求运动,1.一个静止在光滑水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的水平拉力作用
11、下沿水平地面向右运动。求物体在4s末的速度和4s内的位移。,2.题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2”。求物体在4s末的速度和4s内的位移，g=10m/s2 。,3.将例题1中的“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37角”，大小仍为10 N，其他条件均不变，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(sin37=0.6,cos37=0.8，g=10m/s2 。),4.例题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2”。将“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37角”，大小仍为10N，其他条件均不变，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(sin37=0.6,cos37=0.8，g=10m/s2 。
12、),5.一斜面AB长为3,倾角为7,一质量为kg的小物体从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示: (1)若斜面与物体间光滑,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间. (2)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(sin37=0.6,cos37=0.8，g=10m/s2 。 ),B,A,一、已知受力情况确定运动情况,1.受力分析,2.求合力（平行四边形定则；正交分解法）,3.求加速度(F=ma),4.确定运动情况（运动学方程）,6.从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m已知汽车的质量m=4103kg，牵引力F=5.2
13、103N求： （1）汽车运动的加速度大小； （2）运动过程中汽车所受的阻力大小.,二、已知运动情况确定受力情况,1.已知运动情况,2.求加速度（运动学方程）,3.求合外力(F=ma),4.确定受力情况（正交分解法；平行四边形定则）,8.质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16m/s,求物体受到的阻力是多少?,10.如图所示，物体以初速沿斜面上滑时加速度大小为6m/s2，沿斜面自由下滑时加速度大小为4 m/s2，试求物体与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角。,瞬时加速度的求解,重力不可突变摩擦力可突变弹力： 微观形变-可突变（轻绳中的拉力、
14、支持力、压力） 宏观形变-不可突变（弹簧的弹力、橡皮绳的拉力）,如图所示，质量均为m的A、B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度各是多少？,aA=2g，方向竖直向下aB=0,(大纲全国高考单选)如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出木板的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有( )A.a1=0，a2=g B.a1=g，a2=gC.a1=0，a2= g D.a1=g，a2= g,C,如图所示，自动扶梯与水平面夹角为，上面站着质量为m的人，当自动扶梯以加速度a加速向上运动时，求扶梯对人的弹力和扶梯对人的摩擦力。,FN=mg+masinf=macos,已知光滑水平面上有一质量为1kg的物体，在水平向右的力F作用下由静止开始运动，力F随时间变化的图像如图所示，（1）物体在第0.5s和第1.5s时的加速度是多大；（2）请画出物体在前4s内的速度随时间变化的图像；（3）物体在第3s内和前4s内的位移分别是多大；,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.,
