人教版必修1 4.3 牛顿第二定律 课件（20张）.ppt

1643 1727 牛顿 第四章牛顿运动定律 3牛顿第二定律 力 运动状态变化 速度变化 产生加速度 力是产生加速度的原因 知识回顾 1 力和运动的关系是怎样的呢 a f m 推导 a f f ma 正比于 f kma k为比例系数 假如你是科学家 你能否想个办法把k消掉 假设 若k 1 表达式就是f ma 当质量是m 1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a 1m s2 由公式f ma我们知道这个力的大小就是f ma 1kg 1m s2 1kg m s2 后人为了纪念牛顿 就把kg m s2这个单位称为 牛顿 用 n 表示 人为规定 1n 1kg m s2 所以 如果f a m都用国际制单位 在上式中就可以使k 1 上式简化成 f ma 牛顿第二定律的数学表达式 f kma 思考 一 牛顿第二定律 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 ma 牛顿第二定律更一般的表述 物体的加速度跟所受的合力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟合力的方向相同 合外力 问题1 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比 能否说成力与加速度成正比 为什么 力是产生加速度的原因 因果性 二 对牛顿第二定律的理解 问题2 在牛顿第二定律的表达式f ma中 哪些是矢量 哪些是标量 这两个矢量的方向关系是怎么样 物体受力方向决定物体的加速度方向 故加速度a的方向与力f的方向是一致的 矢量性 问题3 从牛顿第二定律的内容分析 f m a是对于几个物体而言的 f m a都是属于同一个物体的 研究对象是统一的 同体性 问题4 放在光滑水平面上的物体 在水平拉力f作用下由静止开始运动 1 如果力f逐渐减小到0的过程中 物体的加速度将怎样变化 速度将怎样变化 2 当力f减到0时 加速度为 速度达到 加速度与合外力存在着瞬时对应关系 某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比 有力即有加速度 合外力消失 加速度立刻消失 即 同时产生 同时消失 同时变化 瞬时对应性 问题5 如图 一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上 0时刻开始 在水平向右的方向上施加大小为2n的力f1 则 1 物体产生的加速度是多大 2 若在3s末给物体加上一个大小也是2n水平向左的拉力f2 则物体的加速度是多少 3 3s内物体的加速度2m s2是由力f1产生的 3s后物体的加速度为0 那是不是说3s后f1不再产生加速度了呢 2m s2 0 物体受到几个力的作用时 每个力各自独立地使物体产生一个加速度 就像其他力不存在一样 这个性质叫做力的独立性原理 物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和 独立性 讨论 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 为什么 答 没有矛盾 1 从平衡角度来看 因为提不动 所以静止 则合外力为0 所以加速度也为0 2 从力的角度来看 物体受三个力 支持力 重力 向上提的力 这三个力中每个力都产生了加速度 但相互抵消 所以合加速度也是0 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 物体合外力减小时 速度一定减小3 物体速度为零 合外力一定为零4 物体合外力为零时 速度一定为零5 物体的运动方向一定跟合外力的方向相同 小试牛刀 练习一 正交分解法 平行四边形法 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 练习二 课本例2 f1x f1y f2x f2y 600 600 600 600 600 牛顿第二定律 1 内容 物体加速度与合外力f合成正比 与质量m成反比 加速度方向与合外力方向相同 小结 一 研究过程 控制变量法 二 牛顿第二定律 3 对牛顿第二定律的理解 同体性 矢量性 瞬时性 独立性 三 用牛顿第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 画出研究对象的受力分析图 3 求出合力 力的合成法 正交分解法 4 根据牛顿运动定律建立方程并求解 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 练习二 巩固提高 答案 abc 练习三 如图所示 质量为4kg的物体静止于光滑的水平面上 若物体受到大小为20 与水平方向成6 角斜向上的拉力f作用时沿水平面做匀加速运动 求物体的加速度是多大 取10m s2 解 如图受力分析有 y轴 x轴 由牛顿第二定律f合 ma得 代入数据可解得物体的加速度a 2 5m s2 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 练习四 汽车重新加速时的受力情况 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 课本例1 解 设汽车运动方向为正方向关闭发动机后 汽车水平受力如右图 1 汽车初速v0 100km h 27 8m s汽车末速v 070s后