高中物理 4.3 牛頓第二定律課件 新人教版必修1.ppt

高中物理 必修1 人教版 第四章牛頓運(yùn)動定律 3牛頓第二定律 目標(biāo)定位 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 想一想 從牛頓第二定律可知 無論多么小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度 可是 我們用力提一個很重的箱子 卻提不動它 這跟牛頓第二定律有無矛盾 為什么 答案不矛盾 一 牛頓第二定律 1 正比反比相同2 kma合力 牛頓第二定律中的力是指合外力 f合 0 a 0 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 二 力的單位 1 牛頓牛n2 1m s21kg m s2 想一想 若質(zhì)量的單位用克 加速度的單位用厘米每二次方秒 那么力的單位是牛頓嗎 牛頓第二定律表達(dá)式中的系數(shù)k還是1嗎 答案只有當(dāng)質(zhì)量的單位用千克 加速度的單位用米每二次方秒時 力的單位才是牛頓 此時牛頓第二定律表達(dá)式中的系數(shù)才是1 一 對牛頓第二定律的理解 課堂講義 1 表達(dá)式 f ma f指合外力 2 對牛頓第二定律的理解 1 瞬時性 a與f同時產(chǎn)生 同時變化 同時消失 為瞬時對應(yīng)關(guān)系 2 矢量性 f ma是矢量表達(dá)式 任一時刻a的方向均與合外力f的方向一致 當(dāng)合外力方向變化時a的方向同時變化 即a與f的方向在任何時刻均相同 課堂講義 3 同體性 公式f ma中a f m都是針對同一物體而言的 4 獨(dú)立性 當(dāng)物體同時受到幾個力作用時 各個力都滿足f ma 每個力都會產(chǎn)生一個加速度 這些加速度的矢量和即為物體具有的合加速度 故牛頓第二定律可表示為 課堂講義 3 合外力 加速度 速度的關(guān)系 1 力與加速度為因果關(guān)系 但無先后關(guān)系 力是因 加速度是果 加速度與合外力方向總相同 大小與合外力成正比 2 力與速度無因果關(guān)系 合外力與速度方向可以同向 可以反向 合外力與速度方向同向時 物體做加速運(yùn)動 反向時物體做減速運(yùn)動 課堂講義 3 兩個加速度公式的區(qū)別 課堂講義 例1 下列對牛頓第二定律的理解正確的是 a 由f ma可知 f與a成正比 m與a成反比b 牛頓第二定律說明當(dāng)物體有加速度時 物體才受到外力的作用c 加速度的方向與合外力的方向一致d 當(dāng)外力停止作用時 加速度隨之消失 m決定于物體本身 由f ma可知 只有f一定的前提下 m才與a成反比 力是產(chǎn)生加速度的原因 物體受到外力時才有的加速度 矢量性 瞬時性 課堂講義 針對訓(xùn)練初始時靜止在光滑水平面上的物體 受到一個逐漸減小的水平力的作用 則這個物體運(yùn)動情況為 a 速度不斷增大 但增大得越來越慢b 加速度不斷增大 速度不斷減小c 加速度不斷減小 速度不斷增大d 加速度不變 速度先減小后增大 加速 牛頓第二定律 f ma a逐漸減小 速度增大的越來越慢 課堂講義 二 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 1 解題步驟 1 確定研究對象 2 進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析 作出受力和運(yùn)動示意圖 3 求合力f或加速度a 4 根據(jù)f ma列方程求解 課堂講義 2 解題方法 1 矢量合成法 若物體只受兩個力作用時 應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個力的合力 加速度的方向即是物體所受合外力的方向 2 正交分解法 當(dāng)物體受多個力作用時 常用正交分解法求物體的合外力 例2 如圖4 3 1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 沿水平面做勻加速運(yùn)動 求物體加速度的大小 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 課堂講義 f1 f2 在水平方向 在豎直方向 fcos37 ff ma fn fsin37 mg ff fn a 0 5m s2 例3 如圖4 3 2所示 沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中 懸掛小球的懸線偏離豎直方向37 角 球和車廂相對靜止 球的質(zhì)量為1kg g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動情況 2 求懸線對球的拉力大小 課堂講義 解法一 合成法 圖4 3 2 37 f合 f合 mgtan37 例3 如圖4 3 2所示 沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中 懸掛小球的懸線偏離豎直方向37 角 球和車廂相對靜止 球的質(zhì)量為1kg g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動情況 2 求懸線對球的拉力大小 課堂講義 圖4 3 2 解法二 正交分解法 f1 f2 fsin37 ma fcos37 mg 0 x方向 y方向 37 1 下列對牛頓第二定律的表達(dá)式f ma及其變形公式的理解 正確的是 a 由f ma可知 物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比 與物體的加速度成反比b 由m 可知 物體的質(zhì)量與其所受合力成正比 與其運(yùn)動的加速度成反比c 由a 可知 物體的加速度與其所受合力成正比 與其質(zhì)量成反比d 由m 可知 物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受到的合力求出 對牛頓第二定律的理解 對點(diǎn)練習(xí) m與f a皆無關(guān) 2 靜止在光滑水平地面上的物體 受到一個水平拉力的作用 以下說法正確的是 a 當(dāng)力剛開始作用的瞬間 物體立即獲得加速度 但速度仍為零b 當(dāng)力剛開始作用的瞬間 物體同時獲得速度和加速度c 物體運(yùn)動起來后 拉力變小時 物體一定減速d 物體運(yùn)動起來后 拉力反向 物體的加速度立即反向 對點(diǎn)練習(xí) 力與加速度具有瞬時對應(yīng)性 v at t 0時 v 0 加速度變小 速度仍然增大 對點(diǎn)練習(xí) 牛頓第二定律的簡單應(yīng)用 3 車廂底部有一質(zhì)量為m 5kg的物體 如圖4 3 3所示 當(dāng)小車以7 5m s2的加速度向右加速運(yùn)動時 m 與小車始終保持相對靜止 試分析物體受力情況 并求出各力的大小 物體共受三個力的作用 fn ff 重力g m g 50n 豎直向下 支持力fn g 50n 豎直向上 摩擦力ff m a 5 7 5n 37 5n 水平向右 對點(diǎn)練習(xí) 4 如圖4 3 4所示 靜止在水平地面上的小黃鴨質(zhì)量m 20kg 受到與水平面夾角為53 的斜向上的拉力 小黃鴨開始沿水平地面運(yùn)動 若拉力f 100n 小黃鴨與地面的動摩擦因數(shù)為0 2 求 1 把小黃鴨看做質(zhì)點(diǎn) 作出其受力示意圖 2 地面對小黃鴨的支持力 3 小黃鴨運(yùn)動的加速度的大小