人教版高一物理《4.3牛顿第二定律》课件(共43张PPT)

§4.3牛顿第二定律F=ma推导：a∝FF∝ma正比于a∝m1a∝mFF＝kmak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1m/s2的加速度所需要的力，人为规定: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＝kma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.maF合合外力问题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=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.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？F1NGF2a2a1(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GFNf阻f阻FFNG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f阻x图(1)减速时tvtvv001aNsmkgssmkgtmvmaf437/.43770/8.271100201阻重新启动后：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f阻F图(2)加速时222/42.1/.42.111001563smkgsmkgKgNmFa合x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？F1F20F有没有其他方法？0F1F2a2a1a0F1F2F1xF1yF2xF2y--------------------------------------------------)600)600xy)600)600)600三.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。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练习一：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/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2练习二：答案：ABC练习三：如图所示,质量为4kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20Ｎ,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?(ｇ取10m/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=Fcosθ由牛顿第二定律得：cosFma代入数据可解得物体的加速度a=2.5m/s2.图1FmgFNθ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？θmgFNaFfF2F1θ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练习五：拓展：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、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，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=gB.a1=g，a2=gC.a1=0，a2=D.a1=g，a2=gMMmgMMmC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F合=ma2、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、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。