高中物理 第5章 第3节 牛顿第二定律课件 沪科版必修1.ppt

5 3牛顿第二定律 目标导航1 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式 重点 2 理解公式各物理量的含义及相互关系 3 知道在国际单位制中力的单位 牛顿 的定义 4 会用牛顿第二定律进行有关的计算 重点 一 牛顿第二定律1 内容 物体的加速度跟受到的 成正比 跟物体的 成反比 2 表达式 3 力的单位 使质量为1kg的物体产生 加速度的力 称为1n 即1n 1 作用力 质量 f合 ma 1m s2 kg m s2 想一想1 目前时速可达1609公里的世界上最快的汽车在英国问世 该汽车搭载新型战斗机发动机 在加速至300英里 小时后 位于车顶的一种混合火箭发动机将继续为车辆加速 直至最终极速 该车安装的发动机功率非常大 它对汽车有什么作用 提示 发动机的功率越大 汽车所受的牵引力越大 合外力也就越大 依据牛顿第二定律 汽车的加速度越大 加速越快 二 物理量与单位制1 基本单位 导出单位 1 基本单位 基本单位是根据物理量运算的需要而选定的少数几个物理量单位 在力学中选定 这三个物理量的单位作为基本单位 2 导出单位 由 和 确立的其他物理量的单位叫做导出单位 长度 质量 时间 基本单位 有关公式 2 单位制 和 构成了单位制 3 在国际单位制中 力学基本量长度 质量 时间对应的基本单位是 由它们和物理公式导出的单位叫导出单位 比如力的单位是kg m s2 或称为牛顿 基本单位 导出单位 米 千克 秒 想一想2 两个物体的长度分别是1 70和150 你能说明哪个物体更长吗 提示 很难说明 要想比较必须加上单位 我们对物理量进行描述时 除了数字外 还必须有单位 要点一对牛顿第二定律的理解 学案导引1 牛顿第二定律内容是什么 公式f ma中各符号的意义是什么 满足什么条件 2 作用在物体上的各个力都产生加速度吗 当其中一个力变化时 其余力的加速度变吗 2 理解牛顿第二定律的 四个性质 1 矢量性 加速度a的方向与f的方向相同 2 瞬时性 加速度a与合力f是瞬时对应关系 即同时产生 同时变化 同时消失 3 同一性 加速度a与合力f都是属于同一物体的 即研究对象的同一性 4 独立性 若a为物体的实际加速度 则f应为物体受到的合外力 而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵循牛顿第二定律 与其他力无关 物体实际的加速度是每个力产生的加速度的矢量和 下列说法正确的是 a 物体的质量不变 a正比于f m a单位不受限制b 对于相同的合外力 a反比于m m a的单位不受限制c 在公式f ma中 f m a三个量可以选取不同的单位d 在公式f ma中 当m a分别用kg m s2作单位时 f必须用n作单位 思路点拨 a与力f 质量m的关系与f m的单位无关 比例常数k的数值与f m a三个量的单位选取有关 精讲精析 根据牛顿第二定律可知 选项a b正确 在公式f ma得出时是以定义 牛顿 这个单位为前提的 1n 1kg m s2 式中m a f三个量必须取kg m s2 n作为单位才能成立 故选项d正确 答案 abd 变式训练1 关于牛顿第二定律 下列说法正确的是 a 公式f ma中 各量的单位可以任意选取b 某一瞬间的加速度只取决于这一瞬间物体所受合外力 而与这之前或之后受力无关c 公式f ma中 a实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和d 物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致 解析 选bc f m a必须选取统一的国际单位 才可写成f ma的形式 否则比例系数k 1 所以选项a错误 牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系 它既表明f合 m a三者数值上的对应关系 同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的 即矢量对应关系 而与速度方向不一定相同 所以选项b正确 选项d错误 由力的独立作用原理知 作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度 与其他力的作用无关 物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和 故选项c正确 要点二单位制的应用 学案导引1 在物理公式中的各个物理量所选取的单位是任意的吗 2 选取统一的单位制后 在计算过程中各物理量是否还写出其单位 1 在利用物理公式进行计算时 为了在代入数据时不使表达式过于繁杂 我们要把各个量换算到同一单位制中 这样计算时就不必一一写出各量的单位 只要在所求结果后写上对应的单位即可 2 习惯上把各量的单位统一成国际单位 只要正确地应用公式 计算结果用国际单位制中对应的单位来表示即可 3 物理公式在确定各物理量的数量关系时 同时也确定了各物理量的单位关系 所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系 推导出这些物理量的单位 精讲精析 在进行数量运算的同时 也要把单位带进运算 带单位运算时 每一个数据均要带上单位 且单位换算要准确 也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示 计算的结果就用国际单位表示 这样在统一已知量的单位后 就不必一一写出各个量的单位 只在数字后面写出正确单位即可 在备选的四个选项中a d项均错 b项解题过程正确 但不简洁 只有c项运算正确 且简洁而又规范 答案 c 规律总结 1 利用公式推导其他物理量的单位 2 根据单位可以发现错误 3 计算时所有物理量统一到国际单位制后 中间计算可省去单位 使计算简便 牛顿第二定律的应用 经典案例 8分 质量为2kg的质点同时受到相互垂直的两个力f1 f2的作用 如图所示 其中f1 3n f2 4n 求质点加速度的大小和方向 审题指导 解此题可利用f合