物理必修一《第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律》课件.ppt

第四章牛顿运动定律,2、实验：探究加速度与力、质量的关系,物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与外力及质量的关系,如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量F的大小，可以通过增、减砝码来改变，车的后端也分别系上绳用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动,方法：控制变量法先确定m，研究a与F的关系；再确定F，研究a与m的关系。,几位同学的实验数据:车m=186.7g（固定）,表一：,表二：,几位同学的实验数据:F=0.05N（固定）,验证牛顿第二定律实验（数据）,00.050.10.150.20,1.41.21.00.80.60.40.2,aF,a（m/s2）,F(N),0100200300400,0.350.300.250.200.150.100.05,m/g,a（m/s2）,00.0010.0020.0030.0040.005,0.350.300.250.200.150.100.05,a（m/s2）,1/m,a1/m,第四章牛顿运动定律,3、牛顿第二定律,总结,aF,Fma,正比于,Fkma,k为比例系数,思考,假如你是科学家，你能否想个办法把k消掉？,把能够使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的这么大的力定义为1N，即1牛=1千克米/秒2,可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成,Fma,牛顿第二定律的数学表达式,Fkma,一牛顿第二定律,1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同,F合ma,合外力,质量,加速度,一牛顿第二定律,a的方向与F的方向一定相同,F、m、a是对于同一个物体而言的,F和a时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,矢量性,瞬时性,独立性,同体性,2.对牛顿第二定律的理解,练习,下列说法正确的是：1、物体合外力减小时，加速度一定减小2、物体速度为零，合外力一定为零3、物体合外力为零时，速度一定为零4、物体合外力减小时，速度一定减小5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同6、物体的加速度大小不变一定受恒力作用7、根据m=F/a，物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比,思考,从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？,问：牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？,答：不能。牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础，得出了物体不受外力时的运动规律，即物体不受力时保持匀速直线运动状态或静止状态。同时，牛顿第一定律指出了力和运动的关系的内涵。在此基础上人们才能准确的研究物体受力时的运动规律，故牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛顿第二定律的特例。以牛顿第一定律为基础，牛顿第二定律则进一步定量给出了决定物体加速度的因素。,汽车重新加速时的受力情况,课本例1,某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。,汽车减速时受力情况,二用牛二定律解题的一般步骤,1、确定研究对象。,2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图。,3、求出合力。,4、选取正方向，根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。,正交分解法,平行四边形法,课本例2,一个物体，质量是4，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是20N，这个物体的加速度是多少？,有没有其他方法？,0,说一说,质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？,练习,质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和4N的共点力作用。则物体的加速度大小可能是()A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2,ABC,练习,在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做()A、匀减速运动B、匀加速运动C、速度逐渐减小的变加速运动D、速度逐渐增大的变加速运动,D,练习2,一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度？（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求物体的加速度？,小结,一、牛顿第二定律内容及表达式,二、对牛顿第二定律的理解：同体性、瞬时性、矢量性、独立性,三、运用牛顿第二定律解题,附：瞬时加速度的分析,轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件