教科版必修一 牛顿第二定律的应用 课件（19张）.ppt

牛顿第二定律的应用 一 牛顿第二定律1 定律内容 物体的加速度的大小跟受到的合外力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟合外力的方向相同 2 牛顿第二定律的几个性质 1 因果性 在式f ma来看 f合是使物体产生加速度的原因 而加速度a则是合力f作用产生的效果 2 同体性 f合 m a对应于同一物体 3 矢量性 力和加速度都是矢量 物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定 牛顿第二定律数学表达式f ma中 等号不仅表示左右两边数值相等 也表示方向一致 即物体加速度方向与所受合外力方向相同 4 瞬时性 当物体所受合外力突然发生变化时 加速度的大小和方向也要同时发生突变 当合外力为零时 加速度同时为零 加速度与合外力保持一一对应关系 牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律 表明了力的瞬间效应 5 独立性 作用在物体上的各个力 都能各自独立产生一个加速度 各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度 力的独立作用原理 6 统一性 f合 ma中的各量必须统一使用国际单位 合力f的单位是n 质量m的单位是千克 加速度的单位是米每二次方秒 例题1 例题1 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 练习1 物体在与其初速度始终共线的合外力f的作用下运动 取v0方向为正方向 合外力f随时间t的变化情况如图所示 则在0 t1这段时间内 有 a 物体的加速度先减小后增大 速度也是先减小后增大b 物体的加速度先增大后减小 速度也是先增大后减小c 物体的加速度先减小后增大 速度一直在增大d 物体的加速度先减小后增大 速度一直在减小 二 应用牛顿第二定律的基本步骤1 明确研究对象 根据题意选取某一物体作为研究对象 2 分析物体的受力和运动状态 通过把研究对象隔离出来 隔离法 根据力的特点 按一重二弹三摩擦的顺序分析受力情况 再弄清物体是如何运动的 同时画出物体受力及运动过程的示意图 3 画好受力图后 建立直角坐标系 一般地 是以加速度的方向为正方向 把各力分解 然后列出牛顿第二定律的表达式 4 解方程 求出结果后 看看结果是否符合题意或实际情况 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 0 练习1 一辆小车上固定个倾角 30 的光滑斜面 斜面上安装一块竖直光滑挡板 在挡板和斜面间放置一个质量m l0kg的立方体木块 当小车沿水平桌面向右以加速度a 5m s2运动时 斜面及挡板对木块的作用力一共是多大 练习2 如图 位于水平地面上的质量为m的小木块 在大小为f 方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀加速运动 若木块与地面之间的动摩擦因数为u 则木块的加速度为 a f mb fcosa mc fcosa umg md fcosa u mg fsina m 练习3 如图所示 质量m 2kg的物体a与竖直墙壁问的动摩擦因数u 0 2 物体受到一个跟水平方向成60 角的推力f作用后 物体紧靠墙壁滑动的加速度a 5m s2 取g l0m s2 求 1 物体向上做匀加速运动时 推力f的大小 2 物体向下做匀加速运动时 推力f的大小 例题3 一个质量m 10kg的物体 在五个水平方向的共点力作用下静止在动摩擦因数u 0 4的水平面上 当其中f3 100n的力撤消后 求物体在2s末的速度大小 方向和这2s内的位移 取g 10m s2 练习1 据报道 一辆轿车高速强行超车时 与迎面驶来的另一辆相同轿车相撞 两车相撞后连为一体 两车身因碰撞挤压 皆缩短了约0 5m 据测算相撞时两车速均约为109km h 试求碰撞过程中车内质量为60kg的人受到的平均冲击力约为多少 运算过程及结果均保留两位有效数字 解析 两车相碰时认为人随车一起做匀减速运动直到停止 此过程位移s 0 5m 设人随车做匀减速运动的加速度为a 初速为v 30m s 则有v20 2as 得a v20 2s 302 2 0 5 900m s2 对人由牛顿第二定律得 设人受车的冲击力为f f ma 60 900n 5 4 104n 练习2 木块质量m 8kg 在f 4n的水平拉力作用下 沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动 经t 5s的位移s 5m 取g 10m s2 求 1 木块与粗糙平面间的动摩擦因数 2 若在5s后撤去f 木块还能滑行多远 例题4 自由下落的小球下落一段时间后与弹簧接触 从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中 小球的速度 加速度的变化情况是怎样的 解答 运动过程分三段 1 加速度逐渐减小的变加速运动 2 速度达到最大 3 加速度逐渐增大的变减速运动 直到速度减小为零 例题5 长为20米的水平传输带以2m s的速度匀速运动 物体与传输带间的动摩擦因数u 0 1 求物体从放上传输带a端开始 直到传输到b端所需时间为多少 例题6 如图 一个质量为0 2kg的小球用细绳吊在倾角 530的斜面顶端 斜面静止时球紧靠在斜面上 绳与斜面平行 不计摩擦 当斜面以10m s2的加速度向右运动时 求绳子的拉力及斜面对小球的弹力 解析 把加速度a推到两个极端来分析 当a较小 a 0 时 小球受到重力 绳的拉力 斜面的支持力的作用 此时 绳平行于斜面 当a足够大时 小球将 飞离 斜面 此时绳与水平方向的夹角未知 那么a 10m s2向右时 究竟是上述两种情况中的哪能一种呢 必须先求出小球离开斜面的临界值a0 然后才能确定 设小球处在刚离开斜面或刚不离开斜面的临界状态 n刚好为零 时斜面向右的加速度为a0 此时对小球由牛顿第二定律得tcos ma0 tsin