牛顿第二定律PPT

牛顿第二定律 1 教育交流ppt 物体的运动状态发生变化 即产生加速度 加速度的大小可能与哪些因素有关呢 力 是促使物体运动状态改变的原因 力似乎 促使 加速度的产生 质量是物体惯性的量度 而惯性是保持运动状态不变的性质 所以质量似乎 阻碍 加速度的产生 知识回顾 a可能与F m有关系 2 教育交流ppt 1 研究方法 控制变量法 a 与 F m 二个物理量均有关系 应该从何处入手呢 所以本次的探究思路自然而然地确定为两个方面 一是探究质量一定时 加速度与受力的关系 二是探究受力一定时 加速度与质量的关系 最后综合得出三者的关系 控制变量法 在初中阶段我们研究 欧姆定律 导体电阻的影响因素 时都接触到一种方法 a F m三者的关系 3 教育交流ppt 数据处理得 a F 实验结论 当m一定时 a和F成正比 即 1 质量m一定 加速度a与力F的关系 回忆课本所探究的内容 4 教育交流ppt 2 力F一定 加速度a与质量m的关系 数据处理得 m 5 教育交流ppt 牛顿第二定律的内容 物体的加速度a跟作用在物体上的合外力力F成正比 跟物体的质量m成反比 当适当选取单位使k 1 则 F合 ma使质量为1kg的物体产生1m s2的加速度的力 规定为1N 牛顿第二定律 数学式 a F合 说明 1 因果关系 力是产生加速度的原因 6 教育交流ppt 知识形成 当取k 1 此时关系式可简化为 物体的加速度跟作用力成正比 跟物体的质量成反比 F ma 此即为牛顿第二定律的数学表达式 a F m 7 教育交流ppt 由F合 ma计算出的a是相对地面而言的 利用F合 ma时必须统一单位 国际单位制 牛顿第二定律 牛顿第二定律的理解 8 教育交流ppt 其实物体往往不止受到一个力的作用 物体受几个力作用时 牛顿第二定律公式F ma中的F表示合力 这样我们可以把牛顿第二定律内容表述为 物体的加速度跟物体所受的合力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的方向跟合力的方向相同 即F合 ma 关于牛顿第二定律的说明 1 同体性 a与F合 m都属于同一物体 即研究对象统一性 9 教育交流ppt 矢量性 a F合都是矢量 注意 a的方向与F合方向一定相同 v的方向与F合方向不一定相同 若v F合的方向相同 物体做加速运动若v F合的方向相反 物体做减速运动 前面第一章我们已学过 a v同向 加速 a v反向 减速a的方向与F合方向一定相同所以 我们可得出这样的结论 2 矢量性 a与F合方向相同 10 教育交流ppt 思考 1 在牛顿第二定律的表达式F ma中 哪些是矢量 哪些是标量 m是标量 F和a是矢量 2 在这两个矢量中它们的关系是怎么样 力是产生加速度的原因 即物体受力方向决定物体的加速度方向 故力F的方向和加速度a的方向是一致的 3 一辆小汽车的质量m1 8 0 102kg 所载乘客的质量是m2 2 0 102kg 用同样大小的牵引力 如果不载人时小汽车产生的加速度是a1 1 5m s2 载人时产生的加速度a2是多少 忽略阻力 解 由牛顿第二定律 F ma可知牵引力的大小F m1a1 8 0 102 1 5 1 2 103N 由于载人和不载人时牵引力是同样大的 故 11 教育交流ppt 3瞬时性 a与F合是瞬时对应关系 同时产生 同时消失 同时变化 a F合 12 教育交流ppt 4 独立性 每个外力对应于一个加速度 合外力对应于合加速度 合力的加速度即是这些加速度的矢量和 指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度 与物体是否受其他力的作用无关 我们常称之为力的独立作用原理 13 教育交流ppt 注意事项 1 矢量性 a与F合方向相同 2 瞬时性 a与F合同时产生 同时消失 同时变化 3 同体性 a与F合 m都属于同一物体 既研究对象统一性 4 独立性 X方向的合外力产生X轴方向的加速度 Y方向的合外产生Y轴方向的加速度 Fx maxFy maya2 a2x a2y 14 教育交流ppt 此前我们所讲述的是物体只受到一个力作用的情况 物体受几个力作用时 牛顿第二定律公式F ma中的F表示合力 这样我们可以把牛顿第二定律进一步表述为 一个物体质量是2kg 受到互成1200角的两个力F1 10N和F2 10N的共同作用 这个物体产生的加速度是多大 解法1 先由平行四边形法则可知 F1 F2 F合构成了一个等边三角形 故F合 10Na F合 m 10 2 5m s2 物体的加速度跟物体所受的合力成正比 跟物体的质量成反比加速度的方向跟合力的方向相同 即F合 ma 练习 15 教育交流ppt 解法2 先分别求出F1 F2产生的加速度a1 a2再根据平行四边形法则求a1 a2的合加速度a合 a1 F1 m 10 2 5m s2a2 F2 m 10 2 5m s2由于加速度的方向与力的方向一至 故a1 a2也成1200角a1 a2 a合构成了一个等边三角形 故a合 5m s2 16 教育交流ppt 例题 一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用 这两个力的大小分别为2N和6N 当两个力的方向发生变化时 物体的加速度大小可能为 A 1m s2B 2m s2C 3m s2D 4m s2 17 教育交流ppt 根据牛顿第二定律 如果一个物体同时受到几个力的作用 物体的加速度跟所受的外力的合力成正比 题目所给的两个力大小分别为2N和6N 当两个力的方向相同时合力最大 最大值为2 6 8 N 当两个力方向相反时合力最小 最小值为6 2 4 N 当两个力的方向既不相同 也不相反时 合力的大小大于2N而小于8N 所以两个力的方向发生变化时 合力的大小2N F 8N 根据牛顿第二定律可得a F合 m 当两个力取不同的方向时 物体的加速度大小所以 答案应选择B C D 18 教育交流ppt 牛顿第二定律 在牛顿第二定律F kma中 有关比例系数k的下列说法 正确的是 在任何情况下k都等于 k的数值是由质量 加速度和力的大小决定的 k的数值是由质量 加速度和力的单位决定的 在国际单位制中 k 1 19 教育交流ppt 从F ma得到m F a 可见物体的质量 跟合外力成正比 跟加速度成反比 跟合外力及加速度无关 跟合外力及加速度比值有关 牛顿第二定律 20 教育交流ppt 下列说法中正确的是 物体所受合外力为零 物体的速度必为零 物体所受合外力越大 物体的加速度越大 速度也越大 物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致 物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同 牛顿第二定律 21 教育交流ppt 答 没有矛盾 由公式F合 ma看 F合为合外力 无论怎样小的力都可以使物体产生加速度 这个力应是合外力 现用力提一很重的物体时 物体仍静止 说明合外力为零 由受力分析可知F N mg 0 22 教育交流ppt 补充 一辆卡车空载时质量为3 5 103kg 最大载货量为2 5 103kg 用同样大小的力 空载时能使卡车产生的加速度1 5m s2 满载时卡车的加速度是多少 0 875m s2 M m 解 根据牛顿第二定律 又 满载时卡车的加速度 23 教育交流ppt F合一定 a一定 匀变速运动 例 自由落体 圆周运动 F合变化 a变化 非匀变速运动 F合 0 a 0 静止或匀速运动 平衡状态 2 力和运动的关系 对牛顿运动定律的理解 24 教育交流ppt 下面说法正确与否 A 同一物体所受合外力越大 加速度越大 B 同一物体所受合外力越大 速度也越大 C 物体在外力作用下做加速直线运动 当合外力逐渐减小时 物体的加速度逐渐减小 物体的速度也逐渐减小 D 物体的加速度大小不变一定受恒力作用 25 教育交流ppt 例2 下列说法中正确的是 A 物体所受合外力越大 加速度越大 B 物体所受合外力越大 速度越大 C 物体在外力作用下做匀加速直线运动 当合外力逐渐减小时 物体的速度逐渐减小 D 物体的加速度大小不变一定受恒力作用 根据牛顿第二定律 物体受的合外力决定了物体的加速度 而加速度大小和速度大小无关 所以 B说法错误 26 教育交流ppt 1 质量为m的物体放在粗糙水平面上受水平F时产生加速度为a1 当水平力为2F时 加速度a2 关于a1与a2的关系正确的是 解析 关键要考虑摩擦力f 2 物体受几个力作用处于静止状态 若将其中一个力逐渐减小到0 再逐渐恢复到原值 物体加速度和速度怎样变化 答案 加速度先增大后减小 速度一直增大 小试牛刀 A a2 2a1B a2 2a1C a2 2a1D a1 a2 C 由a1 F f m a2 2F f m 2 F f 2a1 27 教育交流ppt 课后思考 一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下 试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度 加速度怎样变化 28 教育交流ppt 1 为了安全 在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离已知某高速公路的最高限速v 144km h 假设前方车辆突然停止 后车司机从发现这一情况 经操纵刹车 到汽车开始减速所经历的时间 即反应时间 t 0 50s 刹车时汽车受到的阻力的大小F为汽车重力的0 40倍 该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少 g 10m s2 分析 汽车间的距离s s1 s2汽车在s1做匀速直线运动s1 vt在s2汽车做初速度v0 144km hvt 0的匀减速直线运动 解 s1 vt 40 0 5 20m S2 400