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当前位置:首页 > 商业/管理/HR > 项目/工程管理 > 高中物理 第4章 3牛顿第二定律课件 新人教版必修1课件
自主学习·基础知识合作探究·重难疑点解题技巧·素养培优课时作业3牛顿第二定律[学习目标]1.理解牛顿第二定律的内容,及其a=Fm的含义.(重点)2.知道力的单位牛顿是怎样定义的.3.会应用牛顿第二定律的公式进行有关计算和处理有关问题.(重点)牛顿第二定律[先填空]1.内容物体加速度的大小跟它受到的成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟的方向相同.2.表达式F=,F为物体所受的,k是比例系数.作用力作用力kma合外力[再思考]如图4-3-1所示的赛车,为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多,而且还安装一个功率很大的发动机?图4-3-1【提示】为了提高赛车的灵活性,由牛顿第二定律可知,要使物体有较大的加速度,需减小其质量或增大其所受到的作用力,赛车就是通过增加发动机动力,减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度,从而提高赛车的机动灵活性的,这样有益于提高比赛成绩.[后判断]1.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)2.我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)3.加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)力的单位[先填空]1.国际单位,简称,符号.2.1N的定义使质量为1kg的物体产生的加速度的力叫1N,即1N=1.牛顿牛N1m/s2kg·m/s23.比例系数的意义(1)在F=kma中,k的选取有一定的任意性.(2)在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的表达式为,式中F、m、a的单位分别为、、.F=ma牛顿千克米每二次方秒[再思考]在任何情况下,F=kma中的k都等于1吗?【提示】在不同的单位制中k值不同,只有在国际单位制中k=1.[后判断]1.只要力的单位取N,F=kma的k就等于1.(×)2.只要加速度的单位为m/s2,F=kma中的k就等于1.(×)3.1N的力可以使质量为1kg的物体,产生1m/s2的加速度.(√)预习完成后,请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一对牛顿第二定律的理解(深化理解)第1步探究——分层设问,破解疑难1.静止在光滑水平面上的重物,受到一个很小的水平推力,在力刚作用在物体上的瞬间,物体是否立即获得了加速度?是否立即获得了速度?【提示】力是产生加速度的原因,力与加速度具有同时性,故在力作用的瞬间,物体立即获得加速度,但由Δv=aΔt可知,要使物体获得速度必须经过一段时间.2.当我们用力去推放在水平地面上的大石头时,却没有推动,是否说明这个推力没有产生加速度?【提示】当物体受到几个力作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,但物体表现出来的加速度却只有一个,即各个力产生加速度的矢量和,石头没被推动说明石头的合加速度为零,并不是这个力没产生加速度.第2步结论——自我总结,素能培养牛顿第二定律的六个特性:因果性只要物体所受合力不为0(无论合力多么小),物体就获得加速度,即力是产生加速度的原因矢量性物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同瞬时性物体的加速度与物体所受的合力总是同时存在,同时变化,同时消失同一性F合、m、a三者应对应同一物体独立性作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,与物体是否受其他力的作用无关,合力的加速度为这些加速度的矢量和相对性物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的.对加速运动的参考系不适用第3步例证——典例印证,思维深化(多选)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【思路点拨】(1)力是使物体产生加速度的原因.(2)加速度由合外力和物体质量共同决定.(3)物体的质量大小与物体受力运动情况无关.【解析】虽然F=ma表示牛顿第二定律,但F与a无关,因a是由m和F共同决定的,即a∝Fm且a与F同时产生、同时消失、同时存在、同时改变;a与F的方向永远相同.综上所述,可知A、B错误,C、D正确.【答案】CD正确理解牛顿第二定律(1)物体的加速度和合外力是同时产生的,不分先后,但有因果性,力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度.(2)不能根据m=Fa得出m∝F、m∝1a的结论,物体的质量m是由自身决定的,与物体所受的合外力和运动的加速度无关,但物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得.(3)不能由F=ma得出F∝m、F∝a的结论,物体所受合外力的大小是由物体的受力情况决定的,与物体的质量和加速度无关.第4步巧练——精选习题,落实强化1.(2012·海南高考)根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是()A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合外力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比【解析】物体加速度的大小与物体受到的合力成正比,与物体的质量成反比,选项A错误;力是产生加速度的原因,只要有合力,物体就有加速度,它们之间有瞬时对应关系,不存在累积效应,选项B错误;物体加速度的大小与它受到的合力成正比,选项C错误;根据矢量的合成和分解得Fx=max,当Fx一定时,物体水平加速度的大小与其质量成反比,选项D正确.【答案】D2.(2015·昆明高一检测)由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为()A.牛顿第二定律不适用于静止的物体B.桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到C.推力小于摩擦力,加速度是负值D.推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止【解析】牛顿第二定律中的力应理解为物体所受的合力.用一个力推桌子没有推动,是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止,故选项D正确,选项A、B、C错误.【答案】D学生分组探究二合外力、加速度和速度的关系(深化理解)第1步探究——分层设问,破解疑难1.物体所受合外力越大,其加速度越大吗?【提示】不一定.加速度的大小是由合外力和物体的质量共同决定,当物体的质量相同时,合外力越大,物体的加速度越大.2.物体的加速度越大,速度越大吗?【提示】不一定.物体的加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,物体的加速度越大,速度变化越快,速度不一定越大.第2步结论——自我总结,素能培养1.合外力与加速度的关系:2.直线运动中加速度与速度的关系:(1)(2)3.力与运动的关系:4.两个加速度公式的区别:(1)a=ΔvΔt是加速度的定义式,它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.(2)a=Fm是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.第3步例证——典例印证,思维深化(2014·杭州二中高一检测)如图4-3-2所示,粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动,现使F不断减小到零,则在滑动过程中()A.物体的加速度不断减小,速度不断增大B.物体的加速度不断增大,速度不断减小C.物体的加速度先变大再变小,速度先变小再变大D.物体的加速度先变小再变大,速度先变大再变小【思路点拨】(1)根据物体水平方向合外力的变化判断加速度的变化.(2)根据物体加速度与速度方向的关系判断速度的变化.【解析】合外力决定加速度的大小,滑动中的物体所受合外力是拉力和地面摩擦力的合力,因为F逐渐减小,所以合外力先减小后反向增大,由a=Fm可知物体的加速度先减小后反向增大;速度是增大还是减小与加速度的大小无关,而是要看加速度与速度的方向是否相同,前一阶段加速度与速度方向相同,所以速度增大,后一阶段加速度与速度方向相反,所以速度减小,因此D正确.【答案】D关于力和运动类问题的处理思路(1)运动状态决定因素:物体的运动状态取决于物体的初速度和物体的受力情况,当物体的受力情况发生变化时,物体的运动状态也会随之发生变化.(2)解题思路:分析物体的受力情况→求合力→由牛顿第二定律求物体的加速度→将初速度与加速度相结合判断物体速度的变化情况.第4步巧练——精选习题,落实强化3.(多选)如图4-3-3所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是()A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做加速运动D.向左做减速运动【解析】小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力FN,方向水平向右,由牛顿第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,由于小球与小车相对静止,所以小车具有向右的加速度.由于小车的速度方向可能向左,也可能向右,故小车可能向右加速运动或向左减速运动.【答案】AD4.(2014·汉中高一检测)物体在与其初速度始终共线的合力F的作用下运动.取v0方向为正,合力F随时间t的变化情况如图4-3-4所示,则在0~t1这段时间内()图4-3-4A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小C.物体的加速度先减小后增大,速度一直在增大D.物体的加速度先减小后增大,速度一直在减小【解析】由题图可知,物体所受的合力先减小,后增大,故由牛顿第二定律可知,物体的加速度先减小后增大;由于物体所受合力与其初速度始终共线,且由图可知合力始终大于零,故整个运动过程中加速度方向始终与物体的初速度方向一致,物体的速度一直在增大;所以,选项C正确,选项A、B、D错误.【答案】C学生分组探究三牛顿第二定律的应用(拓展延伸)第1步探究——分层设问,破解疑难1.在应用牛顿第二定律解题时,除了分析物体的受力情况外,还需要分析物体的施力情况吗?【提示】不需要.牛顿第二定律中的“F”是物体受到的其他物体对它的作用力,而不是此物体对其他物体的作用力.2.在应用公式F=ma进行计算时,若F的单位为N,m的单位为g是否可以?【提示】不可以.公式中的各量必须用国际单位.若不用,公式中的比例系数就不再等于1.第2步结论——自我总结,素能培养1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象.(2)进行受力分析和运动状态分析,画出受力分析图,明确运动性质和运动过程.(3)求出合力或加速度.(4)根据牛顿第二定律列方程求解.2.应用牛顿第二定律解题的两种方法(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力.(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,并将加速度所在的方向选为x轴或y轴,有时也可分解加速度,即Fx=maxFy=may.第3步例证——典例印证,思维深化质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图4-3-5所示.图4-3-5(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向.【思路点拨】解答本题时可按以下思路进行分析:【解析】(1)以木块为研究对象,因木块受到三个力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐标系时,以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有mgsinθ+f=ma,N-mgcosθ=0又f=μN,联立解得a=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下.(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示,由题意知,木块的加速度方向沿斜面向下.根据牛顿第二定律有mgsinθ-f′=ma′,N′-mgcosθ
本文标题:高中物理 第4章 3牛顿第二定律课件 新人教版必修1课件
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