牛頓第二定律課件

牛頓第二定律課件第1頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化速度變化產(chǎn)生加速度力是產(chǎn)生加速度的原因知識(shí)回顧：1.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是怎樣的呢??aFm第2頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一推導(dǎo)：a

∝

FF∝ma

正比于a

∝m1a∝mFF＝kma

k為比例系數(shù)第3頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一國際單位制中，力的單位是牛頓，“1N”的力是使質(zhì)量是1kg的物體獲得加速度1m/s2的加速度所需要的力，

人為規(guī)定

:1N=1kg.m/s2

所以，如果F,a,m都用國際制單位，在上式中就可以使k=1，上式簡(jiǎn)化成F＝ma

牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝kma

思考：k=?

第4頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一一.牛頓第二定律內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.F＝ma

牛頓第二定律更一般的表述：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.合外力第5頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一問題1.牛頓第二定律中指出加速度與力成正比，能否說成力與加速度成正比，為什么？力是產(chǎn)生加速度的原因因果性二.

對(duì)牛頓第二定律的理解第6頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一問題2.

在牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量？這兩個(gè)矢量的方向關(guān)系是怎么樣？物體受力方向決定物體的加速度方向。故加速度a的方向與力F的方向是一致的。矢量性第7頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一問題3.

從牛頓第二定律的內(nèi)容分析,F、m、a是對(duì)于幾個(gè)物體而言的?

F、m、a都是屬于同一個(gè)物體的，研究對(duì)象是統(tǒng)一的。同體性第8頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一問題4.放在光滑水平面上的物體，在水平拉力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，(1)如果力F逐漸減小到0的過程中，物體的加速度將怎樣變化?速度將怎樣變化?(2)當(dāng)力F減到0時(shí)，加速度為___,速度達(dá)到___

加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)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:同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化.瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性加速度減小，速度增大0最大第9頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一問題5.如圖：一質(zhì)量為1kg的物體靜置在光滑水平面上，0時(shí)刻開始，在水平向右的方向上施加大小為2N的力F1，則

(1)物體產(chǎn)生的加速度是多大？

F1NGF2a2a1(2)若在3s末給物體再加上一個(gè)大小也是2N，方向水平向左的拉力F2，則物體的加速度是多大？

(3)3s后物體的加速度為0，那是不是說3s后F1不再產(chǎn)生加速度了呢？（2m/s2）（0）物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立性原理。物體的加速度等于各個(gè)分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和。獨(dú)立性第10頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一討論：從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度。可是我們用力提一個(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？答：沒有矛盾，

(1)從平衡角度來看，因?yàn)樘岵粍?dòng)，所以靜止，則合外力為0，所以加速度也為0；

(2)從力的角度來看，物體受三個(gè)力，支持力、重力、向上提的力。這三個(gè)力中每個(gè)力都產(chǎn)生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0G=mgFN第11頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一下列說法正確的是：

1、物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小2、物體合外力減小時(shí)，速度一定減小

3、物體速度為零，合外力一定為零

4、物體合外力為零時(shí)，速度一定為零

5、物體的運(yùn)動(dòng)方向一定跟合外力方向相同6、物體的加速度方向一定跟合外力方向相同小試牛刀:

練習(xí)一：第12頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

質(zhì)量為1kg的物體受到兩個(gè)大小分別為2N和4N的共點(diǎn)力作用。則物體的加速度大小可能是A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2

練習(xí)二：答案：ABC第13頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一正交分解法平行四邊形法例：光滑水平面上有一個(gè)物體，質(zhì)量是2㎏，受到互成120o角的兩個(gè)力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體的加速度是多大？F1F20F有沒有其他方法？0F1F2a2a1a0F1F2F1xF1yF2xF2y--------------------------------------------------)600)600xy)600)600)600第14頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一汽車重新加速時(shí)的受力情況某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。汽車減速時(shí)受力情況GFNf阻f阻FFNG課本例1：第15頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

解:設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较蜿P(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后：汽車水平受力如右圖(1)汽車初速v0=100km/h=27.8m/s汽車末速v=0

汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=70s因此，汽車的加速度

有牛頓第二定律得汽車受到的阻力為負(fù)號(hào)表示與速度方向相反f阻x圖(1)減速時(shí)第16頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

重新啟動(dòng)后：汽車水平受力如右圖(2)

F合=F-f阻

=2000N-437N=1563N有牛頓第二定律得汽車的加速度為

加速度方向與汽車速度方向相同f阻F圖(2)加速時(shí)x第17頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一三.用牛頓第二定律解題的一般步驟1.確定研究對(duì)象；2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析；3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)4.根據(jù)牛頓第二定律F=ma建立方程并求解。第18頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一思考：在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為什么只有當(dāng)盤和砝碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的質(zhì)量M時(shí)，才有盤和砝碼的總重力等于小車受到的拉力？第19頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一

練習(xí)三：如圖所示,質(zhì)量為4kg的物體靜止于光滑的水平面上,若物體受到大小為20Ｎ,與水平方向成60°角斜向上的拉力F作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng),求物體的加速度是多大?(ｇ取10m/s2)

解：對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖：

在豎直方向上合力為零，在水平方向上，F(xiàn)合=Fcosθ由牛頓第二定律得：

代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度a=2.5m/s2.

圖1FmgFNθ第20頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一一個(gè)物體質(zhì)量為m，放在一個(gè)傾角為θ的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開始加速下滑（1）若斜面光滑，求物體的加速度？（2）若斜面粗糙，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ，求物體的加速度？θmgFNaFfF2F1θ

練習(xí)四：第21頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一＊靜止在光滑水平面上的木塊受到一個(gè)方向不變、大小從某一數(shù)值逐漸減小的水平外力作用時(shí)，木塊將做()A.勻減速運(yùn)動(dòng)B.勻加速運(yùn)動(dòng)C.加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)D.加速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)C第22頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一(廣東高考·單選)建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20kg的建筑材料以0.5m／s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(取10m／s2)()A.510N B.490N C.890N D.910NB第23頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一1.一個(gè)靜止在光滑水平地面上的物體，質(zhì)量是2kg，在10N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。第24頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一2.題1中如果物體與地面間的“動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2”。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移，g=10m/s2

。第25頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一3.將例題1中的“水平拉力”改為“斜向上與水平方向成37?角”，大小仍為10N，其他條件均不變，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)第26頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一4.例題1中如果物體與地面間的“動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2”。將“水平拉力”改為“斜向上與水平方向成37°角”，大小仍為10N，其他條件均不變，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)第27頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一5.一斜面AB長(zhǎng)為3ｍ,傾角為３7°,一質(zhì)量為２kg的小物體從斜面頂端A點(diǎn)由靜止開始下滑,如圖所示:(1)若斜面與物體間光滑,求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間.(2)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間.(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)BA第28頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一一、已知受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況1.受力分析2.求合力（平行四邊形定則；正交分解法）3.求加速度(F=ma)4.確定運(yùn)動(dòng)情況（運(yùn)動(dòng)學(xué)方程）第29頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一6.從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，經(jīng)過t=10s，發(fā)生位移x=30m．已知汽車的質(zhì)量m=4×103kg，牽引力F=5.2×103N．求：（1）汽車運(yùn)動(dòng)的加速度大?。唬?）運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受的阻力大小.第30頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一7.一輛質(zhì)量為1000kg的小汽車正以10m/s的速度行駛，剎車后做勻減速運(yùn)動(dòng)，位移為12.5m，求所需阻力的大小。第31頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一8.質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上,當(dāng)在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時(shí),速度為16m/s,求物體受到的阻力是多少?第32頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一9.如圖所示，質(zhì)量為5kg的物體在與水平面成30?角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過0.5m的距離速度由0.6m/s變?yōu)?.4m/s，已知物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，求作用力F的大小。（g＝10m/s2）第33頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一10.如圖所示，物體以初速沿斜面上滑時(shí)加速度大小為6m/s2，沿斜面自由下滑時(shí)加速度大小為4m/s2，試求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)以及斜面的傾角。第34頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一二、已知運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況1.已知運(yùn)動(dòng)情況2.求加速度（運(yùn)動(dòng)學(xué)方程）3.求合外力(F=ma)4.確定受力情況（正交分解法；平行四邊形定則）第35頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一瞬時(shí)加速度的求解重力不可突變摩擦力可突變彈力：微觀形變---可突變（輕繩中的拉力、支持力、壓力）宏觀形變---不可突變（彈簧的彈力、橡皮繩的拉力）第36頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度各是多少？aA=2g，方向豎直向下aB=0第37頁，共42頁，2023年，2月20日，星期一(大綱全國Ⅰ高考·單選)如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出木板的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有()A.a1=0，a2=gB.a1=g，a2=gC.