江苏省灌南县高一物理《牛顿第二定律》课件.ppt

1 理解牛顿第二定律的内容 知道牛顿第二定律表达式的确切含义 2 知道力的单位牛顿是怎样定义的 3 会用牛顿第二定律的公式进行计算 1 牛顿第二定律内容 物体的加速度跟作用力成 跟物体的质量成 加速度的方向与 的方向一致 2 公式 f 其中k是比例系数 在国际单位制中k 1 那么f 3 牛顿第二定律表明 是产生加速度的原因 不变则加速度也不变 随时间改变 加速度也随时间改变 合外力为零则 也为零 这时物体将 或 状态 1 正比反比合外力2 kmama3 力力力加速度保持静止匀速直线 4 力的单位 牛顿的定义在国际单位制中 如果k 1 那么f 当物体的质量m 1kg 在某力的作用下物体获得的加速度a 1m s2时 f ma 1kg m s2 把这个力叫做 把 kg m s2 称做 用符号 表示 也就是 的力 叫做1n 5 国际单位制与力学有关的基本单位有三个 长度单位 质量单位 和时间单位 其它与力学有关的物理量的单位都可以由这三个基本单位导出 力的单位牛顿是 4 ma一个单位的力牛顿n使质量为1kg的物体产生1m s2的加速度5 米 m 千克 kg 秒 s 导出单位 考点一牛顿第二定律及其数学表示 1 内容 物体的加速度跟合外力成正比 跟物体的质量成反比 2 公式 在国际单位制下 f ma 3 对牛顿第二定律的说明 1 牛顿第二定律是一条实验定律 实验基础即探究加速度与力 质量的关系的结论 当m一定时 f1 a1 f2 a2即a f 当f一定时 m1a1 m2a2 即a 1 m 2 f ma中 f为矢量 a为矢量 m为标量 公式中隐含了f与a同向 4 力的单位的定义常把使质量m 1kg的物体 产生a 1m s2的加速度的力 定义为1牛顿 n 有了这个定义 牛顿第二定律的形式变成了更简洁的f ma的形式 即1n 1kg m s2 下列说法正确的是 a 物体的速度为零时 合外力一定为零b 物体的合外力为零时 速度一定为零c 物体的合外力减小时 速度一定减小d 物体的合外力减小时 加速度一定减小解析 根据牛顿第二定律知 加速度a的大小和方向取决于合外力 所以d正确 速度和合外力无决定关系 所以a b c错误 速度为零时合外力不一定为零 合外力为零 物体可以做匀速直线运动或静止 速度不一定为零 合外力减小 加速度减小 速度可能增大 也可能减小 答案 d 练习 1 下列对牛顿第二定律的表达式f ma及其变形公式的理解 正确的是 a 由f ma可知 物体所受的合外力与物体的质量成正比 与物体的加速度成反比b 由m f a可知 物体的质量与其所受的合外力成正比 与其运动的加速度成反比c 由a f m可知 物体的加速度与其所受的合外力成正比 与其质量成反比d 由m f a可知 物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得 cd 一物体在2n的外力作用下 产生10cm s2 的加速度 求该物体的质量 下面有几种不同的求法 其中单位运用正确 简洁而又规范的是 解析 在运算时 可以每一个数据均带上单位 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 c均错 b项解题过程正确 但不简洁 只有d项运算正确 且简洁而又规范 答案 d 练习 2 下列说法中 正确的是 a 在力学单位制中 若采用cm g s作为基本单位 力的单位是nb 在力学单位制中 若力的单位是n 则是采用m kg s为基本单位c 牛顿是国际单位制中的一个基本单位d 牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位 解析 在力学国际单位制中 采用m kg s为基本单位 且力的单位是根据公式f ma和力学的基本单位导出的 答案 bd 考点二理解牛顿第二定律的要点 1 同向性 加速度的方向与力的方向始终一致 2 同体性 加速度和合外力 还有质量 是同属一个物体的 3 瞬时性 加速度与力是瞬间的对应量 即同时产生 同时变化 同时消失 4 独立性 当物体受到几个力的作用时 各力将独立地产生与其对应的加速度 而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果 5 相对性 一般由f ma求得的a是相对地面的加速度 不能认为a是相对加速参考系的 6 因果性 力是物体产生加速度的原因 加速度是力作用在物体上所产生的一种效果 对牛顿第二定律的理解错误的是 a 由f ma可知 f与a成正比 m与a成反比b 牛顿第二定律说明 当物体有加速度时 物体才受到外力的作用c 加速度的方向总跟合外力的方向一致d 当外力停止作用时 加速度随之消失 解析 虽然f ma表示牛顿第二定律 但f与a无关 因a是由m和f共同决定的 即a f m 且a与f同时产生 同时消失 同时存在 同时改变 a与f的方向永远相同 所以 本题中a b不对 d正确 c中加速度指物体运动加速度 它由合外力产生的 故方向相同 显然c也正确 答案 ab 练习 3 下列对牛顿第二定律的理解中 正确的说法是 a 加速度的方向与合外力的方向永远相同b 物体所受的动力加倍 则加速度一定加倍c 物体所受的阻力加倍 则加速度一定减半d 物体所受的合力发生变化 物体的加速度不一定变化 a 考点三能否认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例 不能 牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础 得出了物体不受力时 惯性使物体遵循的运动规律 即物体不受力时 惯性使物体保持匀速直线运动或静止状态 故 牛顿第一定律 又叫惯性定律 同时 牛顿第一定律指出了力和运动的关系 力是改变物体运动状态的原因 从而完善了力的内涵 在此基础上人们才能准确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 根据牛顿第二定律 当一个物体受到的合力f为零时 加速度a也为零 即物体保持静止或匀速直线运动状态 牛顿第二定律进一步定量给出了决定物体加速度的因素 没有深刻理解牛顿第一定律对牛顿力学的重要意义 单纯从数学角度分析问题 因而是错误的 考点四用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤 1 明确研究对象 2 进行受力分析和运动状态分析 3 求合力或求加速度 4 由f合 ma列方程求解 某质量为1000kg的汽车在平直路面上试车 当达到72km h的速度时关闭发动机 经过20s停下来 问汽车受到的阻力是多大 重新启动加速时牵引力为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 解析 汽车在减速过程的初速度为72km h 20m s 末速度为零 根据a vt v0 t得物体的加速度为a 1m s2 方向向后 汽车受到的阻力f ma 1000n当汽车重新启动时牵引力为2000n 所以此时的加速度为a f f m 1m s2 方向与车运动的方向相同 答案 1000n1m s2 练习 4 质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落 在某时刻受到的空气阻力为f 加速度为a g 则f的大小是 解析 由牛顿第二定律 mg f ma解得答案 b 1 牛顿第二定律是在第一定律的基础上 对力和运动给出定量的关系 2 牛顿第二定律反映了合力与加速度的大小 方向瞬间一一对应的关系 运用列方程时一般以加速度的方向为正方向 3 在列方程运算时 一般各个物理量均化成国际单位制 带数值计算时就可以不用一一代入单位 最后物理量一定是国际单位 水平地面上质量为1kg的物体受到水平向右的拉力f 15n作用在水平面上运动 物体与水平面间的动摩擦因数为0 5 求物体的加速度大小 解析 物体的受力分析如图所示 由