3.牛頓第二定律課件(42頁P(yáng)PT)

1、第 三 章牛頓運(yùn)動定律第1頁，共42頁。目標(biāo)定位1.知道牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式的確切含義.2.知道國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.3.了解單位制的構(gòu)成及力學(xué)中三個基本物理量在國際單位制中的單位.4.能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡單的實際問題.學(xué)案3牛頓第二定律第2頁，共42頁。知識探究自我檢測第3頁，共42頁。一、牛頓第二定律知識探究 問題設(shè)計第4頁，共42頁。第5頁，共42頁。要點(diǎn)提煉1.牛頓第二定律(1)內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合力成 ，跟物體的質(zhì)量成 ，加速度的方向跟合力方向.(2)表達(dá)式Fma，式中各量都要用 單位，F(xiàn)指物體所受的 .正比反比相同國際合外力第6頁，共42頁。2

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，同時 ，為瞬時對應(yīng)關(guān)系.(2)矢量性：Fma是矢量表達(dá)式，任一時刻a的方向均與_ 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.(3)同體性：公式Fma中各物理量都是針對 的.變化消失合外力F相同同一物體第7頁，共42頁。(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Fma，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 ，故牛頓第二定律可表示為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.力是因，加速度是果.只要物體受到的合外力不為零，就產(chǎn)生加速度.加速度的方向與合外力方向

3、總、大小與合外力成.合加速度相同正比第8頁，共42頁。(2)力與速度無因果關(guān)系.合外力方向與速度方向可以同向，可以反向；合外力方向與速度方向 時，物體做加速運(yùn)動， 時物體做減速運(yùn)動.同向反向無關(guān)第9頁，共42頁。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)Fma列方程求解.二、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用第10頁，共42頁。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，加速度的方向與物體所受合外力的方向相同.(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.

4、建立坐標(biāo)系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標(biāo)軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fxma，F(xiàn)y0.第11頁，共42頁。特殊情況下，若物體的受力都在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律列方程及F求合外力.第12頁，共42頁。問題設(shè)計美國國家航空航天局(NASA)在20世紀(jì)末曾發(fā)射過一個火星探測器，但它由于靠火星過近，結(jié)果因溫度過高而起火，并脫離軌道墜入火星的大氣層.航空航天局調(diào)查事故原因時發(fā)現(xiàn)：原來探測器的制造商洛克希德馬丁公司計算加速度時使用了英制單位，而噴氣推動實驗室的工程師理所當(dāng)然地認(rèn)為他們提供的數(shù)據(jù)是以國

5、際單位制算出來的，并把這些數(shù)據(jù)直接輸入電腦.從這次事故的原因上，你能得到什么啟示？三、力學(xué)單位制第13頁，共42頁。答案在國際上采用統(tǒng)一的單位制是非常重要的，也是非常必要的.第14頁，共42頁。1.單位制(1)基本單位：物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時，也確定了物理量的關(guān)系.在物理學(xué)中，選定幾個物理量的單位作為基本單位.(2)導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和這幾個物理量的關(guān)系，導(dǎo)出來的單位叫 .(3)單位制： 和一起組成了單位制.要點(diǎn)提煉單位導(dǎo)出單位基本單位導(dǎo)出單位第15頁，共42頁。2.國際單位制中的力學(xué)單位(1)基本單位長度l，單位： ；質(zhì)量m，單位： ；時間t，單位： .(2)常

6、用的導(dǎo)出單位速度(v)，由公式v 導(dǎo)出，單位： .加速度(a)，由公式a導(dǎo)出，單位：.力(F)，由公式 導(dǎo)出，單位： .此外還有功、功率、壓強(qiáng)等.mkgsm/sm/s2FmaN(或kgm/s2)第16頁，共42頁。3.單位制在計算中的應(yīng)用(1)單位制可以簡化計算過程計算時首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國際單位制中，這樣就可以省去計算過程中單位的代入，只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計算簡便.(2)單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計算結(jié)果肯定是錯誤的.第17頁，共42頁。典例精析

7、一、對牛頓第二定律的理解例1下列對牛頓第二定律的表達(dá)式Fma及其變形公式的理解，正確的是()A.由Fma可知，物體所受的合外力與物體的質(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)量與其所受合外力成正比，與其運(yùn)動的加速度成反比第18頁，共42頁。第19頁，共42頁。答案CD第20頁，共42頁。二、牛頓第二定律的應(yīng)用例2如圖1所示，一質(zhì)量為8 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，用一水平力F20 N拉物體由A點(diǎn)開始運(yùn)動，經(jīng)過8 s后撤去拉力F，再經(jīng)過一段時間物體到達(dá)B點(diǎn)停止.求：(g10 m/s2)圖1第21頁，共42頁。(1)在拉力F作用下物體運(yùn)動的加

8、速度大小；解析對物體受力分析，如圖所示豎直方向mgN水平方向，由牛頓第二定律得FNma1答案0.5 m/s2第22頁，共42頁。(2)撤去拉力時物體的速度大??；解析撤去拉力時物體的速度va1t解得v4 m/s答案4 m/s第23頁，共42頁。(3)撤去拉力F后物體運(yùn)動的距離.解析撤去拉力F后由牛頓第二定律得mgma2解得a2g2 m/s2由0v22a2x答案4 m第24頁，共42頁。例3一質(zhì)量為103 t的列車，機(jī)車牽引力為3.5105 N，運(yùn)動中所受阻力為車重的0.01倍.列車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，速度變?yōu)?80 km/h需多長時間？此過程中前進(jìn)了多遠(yuǎn)距離？(g取10 m/s2)解析列

9、車質(zhì)量m103 t106 kg，重力Gmg10610 N107 N，三、單位制在計算中的應(yīng)用第25頁，共42頁。運(yùn)動中所受阻力f0.01G0.01107 N105 N.設(shè)列車勻加速運(yùn)動的加速度為a.由牛頓第二定律得F牽fma，第26頁，共42頁。列車由靜止加速到v180 km/h50 m/s所用時間為答案200 s5 km第27頁，共42頁。課堂要點(diǎn)小結(jié)1.牛頓第二定律和力的單位(1)內(nèi)容(2)表達(dá)式：Fma(3)國際單位制中力的單位：N,1 N1 kgm/s22.牛頓第二定律的特點(diǎn)(1)瞬時性；(2)矢量性；(3)同體性；(4)獨(dú)立性.第28頁，共42頁。課堂要點(diǎn)小結(jié)3.應(yīng)用牛頓第二定律解題

10、的一般步驟和基本方法一般步驟：(1)確定研究對象；(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析；(3)求出合外力或加速度；(4)根據(jù)牛頓第二定律Fma列方程求解.第29頁，共42頁。課堂要點(diǎn)小結(jié)基本方法：(1)兩個力作用時可用矢量合成法，也可用正交分解法；(2)多個力作用時可用正交分解法.4.力學(xué)單位制(1)單位制基本單位：基本物理量的單位.第30頁，共42頁。課堂要點(diǎn)小結(jié)導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位.(2)國際單位制中的力學(xué)單位有：長度的單位米(m)，時間的單位秒(s)，質(zhì)量的單位千克(kg).第31頁，共42頁。自我檢測1.(牛頓第二定律的理解)從勻速上升的氣球上釋放一

11、物體，在釋放的瞬間，物體相對地面將具有()A.向上的速度 B.向下的速度C.向上的加速度 D.向下的加速度123第32頁，共42頁。123在釋放的瞬間，物體和氣球具有相同的速度，A正確，B錯誤.答案AD第33頁，共42頁。2.(單位制的應(yīng)用)一物體在2 N的外力作用下，產(chǎn)生10 cm/s2的加速度，求該物體的質(zhì)量.下面有幾種不同的求法，其中單位運(yùn)用正確、簡潔而又規(guī)范的是()123第34頁，共42頁。123解析帶單位運(yùn)算時，每一個數(shù)據(jù)均要帶上單位，且單位換算要準(zhǔn)確，也可以把題中的已知量的單位都用國際單位表示，計算所得結(jié)果的單位就是國際單位，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必再一一寫出各個量的單位，

12、只在數(shù)第35頁，共42頁。字后面寫出正確單位即可.在備選的四個選項中A、C均錯，B項解題過程正確，但不簡潔，只有D項單位運(yùn)用正確，且簡潔而又規(guī)范.答案D123第36頁，共42頁。3.(牛頓第二定律的簡單應(yīng)用)如圖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，小球和車廂相對靜止，小球的質(zhì)量為1 kg.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)圖2123第37頁，共42頁。(1)求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動情況；解析解法一(合成法)小球和車廂相對靜止，它們的加速度相同.以小球為研究對象，對小球進(jìn)行受力分析如圖所示，小球所受合力為F合mgtan 37.123第38頁，共42頁。123第39頁，共42頁。123解法二(正交分解法)建立直角坐標(biāo)系如圖所示，正交分解各力，根據(jù)牛頓第二定律列方程得x方向：Txmay方向：Tymg0即Tsin 37maTcos 37mg0第40頁，共42頁。12