高中物理：《牛頓第二定律》課件2（滬科必修1）

1、2021/8/11 星期三15.2牛頓第二定律2021/8/11 星期三2學(xué)習(xí)目標:知道國際單位制中力的單位的定義。2. 理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二 定律表達式的確切含義。能初步應(yīng)用牛頓第二定律解決一些簡單問題。2021/8/11 星期三3學(xué)習(xí)重點: 牛頓第二定律學(xué)習(xí)難點: 牛頓第二定律 2021/8/11 星期三4一、牛頓第二定律1. 公式推導(dǎo)：2. 語言表述：3公式表達：數(shù)學(xué)表達式：常用計算式：2021/8/11 星期三54牛頓第二定律是牛頓運動定律的核心，是本章的重點和中心內(nèi)容，在力學(xué)中占有很重要的地位，一定要深入理解牛頓第二定律的確切含義和重要意義。(1)因果關(guān)系：只要物體所

2、受合力不為零(無論合力多么的小)，物體就獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因，力決定加速度，力與速度、速度的變化沒有直接關(guān)系。 2021/8/11 星期三6如果物體只受重力G=mg的作用，則由牛頓第二定律知物體的加速度為即重力是使物體產(chǎn)生重力加速度g的原因，各地的g值略有差異，通常取g=9.8m/s。 在第一章學(xué)習(xí)重力一節(jié)時，給出了重量和質(zhì)量的關(guān)系式G=mg，g是以比例常數(shù)引人的，現(xiàn)在可以 2021/8/11 星期三7證明，這個比例常數(shù)就是重力加速度,9.8N/kg與9.8m/s 等價。想一想：如何證明?(2)矢量關(guān)系：是一個矢量式，加速度a與合外力F合都是矢量，物體加速度的方向由它所受的合外力

3、的方向決定且總與合外力的方向相同(同向性)，而物體的速度方向與合外力方向之間并無這種關(guān)系。這樣知道了合外力(或加速度)的方向，就知道了加速度(或合外力)的方向。2021/8/11 星期三8(3)瞬時對應(yīng)關(guān)系：牛頓第二定律表示的是力的瞬時作用規(guī)律，物體在某一時刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時刻所受到的合外力的大小和方向來決定的。當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，對運動過程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時刻的對應(yīng)量，即同時產(chǎn)生(雖有因果關(guān)系但卻不分先后)、同時變化、同時消失。2021/8/11 星期三9(4) 獨立對應(yīng)關(guān)系：當(dāng)物體受到幾個力的作用時，各力將獨立地

4、產(chǎn)生與其對應(yīng)的加速度(力的獨立作用原理)，而物體表現(xiàn)出來的實際加速度是物體所受各力產(chǎn)生的加速度疊加(按矢量運算法則)的結(jié)果。(5) 同體關(guān)系：加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個物體的，所以解題時一定把研究對象確定好，把研究對象全過程的受力情況都搞清楚。2021/8/11 星期三10二、由牛頓第二定律可以清楚地認 識到運動和力的關(guān)系物體運動的性質(zhì)由所受合力F合的情況決定。物體運動的軌跡由所受合力F合和它的初速度v0共同決定。物體做加速直線運動的條件：F合和v0的方向沿同一直線且同向。2021/8/11 星期三11三、應(yīng)用牛頓第二定律 解題的一般步驟 (1)確定研究對象(在有多個物體存在的復(fù)雜問

5、題中，確定研究對象尤其顯得重要)。(2)分析研究對象的受力情況，畫出受力圖。(3)選定正方向或建立直角坐標系。通常選加速度的方向為正方向，或?qū)⒓铀俣鹊姆?向作為某一坐標軸的正方向。這樣與正方向相同的力(或速度)取正值；與正方向相反的力(或速度)取負值。2021/8/11 星期三12(4)求合力(可用作圖法，計算法或正交分解 法)。(5)根據(jù)牛頓第二定律列方程。(6)必要時進行檢驗或討論。2021/8/11 星期三13【例一】質(zhì)量為2kg的物體放在水平地面上，與水平地面的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)對物體作用一向右與水平方向成37，大小為10N的拉力F，使之向右做勻加速運動，求物體運動的加速度? 【例

6、二】質(zhì)量為m的物體放在傾角為30的斜面上，求： (1)若斜面光滑，物體沿斜面下滑的加速度多 大？(2)若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為，物體 沿斜面下滑的加速度多大?2021/8/11 星期三14【例三】如圖所示，裝有架子的小車，用細線拖著小球在水平地面上運動，已知運動中，細線偏離豎直方向30，則小車在做什么運動?【例四】在光滑水平面上的木塊受到一個方向不變，大小從某一數(shù)值逐漸變小的外力作用時，木塊將作( )A勻減速運動B勻加速運動C速度逐漸減小的變加速運動D速度逐漸增大的變加速運動2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16課堂訓(xùn)練：1設(shè)灑水車的牽引力不變，所受阻力與車重成正比，

7、灑水車在平直路面上行駛原來是勻速的，開始灑水后，它的運動情況將是( )A繼續(xù)作勻速運動 B變?yōu)樽鲃蚣铀龠\動C變?yōu)樽髯兗铀龠\動 D變?yōu)樽鲃驕p速運動2甲車質(zhì)量是乙車質(zhì)量的2倍，把它們放在光滑水平面上，用力F作用在靜止的甲車上時，得到2N/kg的加速度，若用力F作用在靜止的乙車上，經(jīng)過2s，乙車的速度大小是( ) A2ms B4ms C6ms D8ms2021/8/11 星期三173如果力F在時間t內(nèi)能使質(zhì)量m的物體移動距離s（ ）A.相同的力在相同的時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的物體移 動2s的距離B.相同的力在一半時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的物體移動 相同的距離。C.相同的力在兩倍時間內(nèi)使質(zhì)量是兩倍的物體移動 相

8、同的距離。D.一半的力在相同時間內(nèi)使質(zhì)量是一半的物體移動 相同的距離。4質(zhì)量是2kg的物體，受到4個力作用而處于靜止狀態(tài)。當(dāng)撤去其中F1、F2兩個力后，物體運動的加速度為1N/kg，方向向東，則F1、F2的合力是_，方向 _。 2021/8/11 星期三18閱讀材料：慣性系和非慣性系牛頓定律只能直接地應(yīng)用于“慣性系”；對于“非慣性系”，則需要引入一個虛擬的“慣性力”，才能應(yīng)用牛頓定律。 在本章的習(xí)題里，遇到了變速升降的問題。如果某一物體所受的重力為G，那么當(dāng)起重機勻加速上升(或勻減速下降)時，鋼絲繩的拉力TG；當(dāng)起重機勻加速下降(或勻減速上升)時，鋼絲繩的拉力TG。勻加速下降時：G-T=ma，

9、所以TG。 但是以做變速運動的起重機做參考系的觀察者，則感到似乎物體所受的重力發(fā)生了變化。這就是通常說的“超重”和“失重”現(xiàn)象。由上邊的例子可以看出：從不同的參考系進行觀察，對同一事件可以得出不同的認識。當(dāng)我們以地面為參考系時，可以運用牛頓定律來考慮問題，我們稱這種“牛頓定律能夠適用的參考系”為慣性系。當(dāng)我們以做變速運動的起重機為參考系時，則不能直接應(yīng)用牛頓定律來處理問題，我們稱這種系統(tǒng)為“非慣性系”。2021/8/11 星期三20非慣性系不僅限于變速升降系統(tǒng)，我們再舉兩個常見的例子：在加速前進的車廂中的觀察者，看到一個光滑小球會自動地加速后退，而沒有發(fā)現(xiàn)它受到產(chǎn)生加速度的力。在轉(zhuǎn)動圓盤上的觀察者，看到光滑小球會自動離心而去，并沒有發(fā)現(xiàn)使它遠離圓心的力。人們?yōu)榱耸古ｎD定律也能應(yīng)用于非慣性系而引入了“慣性力”的概念。這不是由于物質(zhì)間的相互作用而產(chǎn)生的力，而是為了描寫非慣性系的變速運動的性質(zhì)而引入的假想的力。例如前進中的車輛驟然停止時，在慣性系中的觀察者看來，車廂中的乘客沒有受到外力，仍然向前做慣性運動，但車內(nèi)乘客卻覺得自己好像受到一個力，使自己向前倒去，這個力就