人教版必修1 第4章 3　牛顿第二定律 课件（27张）.ppt

第四章牛顿运动定律 3牛顿第二定律 阅读教材第一部分 并完成下列问题1 回想一下上一节实验的结果 1 质量一定时 加速度与力的关系 2 力一定时 加速度与质量的关系 用数学表达式分别表示这一实验结果 一 牛顿第二定律 2 用一个表达式怎样表示上述实验结果 3 牛顿第二定律 1 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成 跟它的质量成 加速度的方向跟作用力的方向 2 表达式 f 式中k是比例系数 f指的是物体所受的 正比 反比 相同 kma 合力 4 力的单位 1 在国际单位制中 力的单位是 符号是n 2 1n的物理意义 使质量为 的物体产生 的加速度的力 称为1n 即1n 3 表达式f kma中的比例系数k的数值由f m a这三个物理量的单位共同决定 若三个量都取 则k 1 所以牛顿第二定律的表达式可写作f ma 牛顿 1kg 1m s2 1kg m s2 国际单位 问题一 如图所示 小强自己拉车子时 无论怎么用力也难以拉动 最后在小红的帮助下 他们才将车子拉着前进 1 根据牛顿第二定律 有力作用就产生加速度 小强用力拉车时车子没有使它加速运动 这与牛顿第二定律矛盾吗 提示 不矛盾 加速度与合外力成正比 小强用力拉车时 车子受到的合力为零 故加速度为零 2 小强和小红一起用力的瞬间 车子是否立即获得加速度 是否立即获得速度 提示 立即获得加速度 但这一瞬间速度仍为零 问题一 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体 当它所受的合力逐渐减小而方向不变时 物体的加速度和速度如何变化 二 牛顿第二定律的简单应用 问题二 质量为m的物体沿倾角为 的斜面加速下滑 设物体与斜面间的动摩擦因数为 求物体沿斜面下滑的加速度 归纳总结 1 合外力 加速度和速度的关系 1 合外力与加速度的关系 2 力与运动的关系 2 两种求加速度的方法 1 矢量合成法 若物体只受两个力作用 应用平行四边形定则求这两个力的合力 再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向 加速度的方向就是物体所受合力的方向 反之 若知道加速度的方向也可应用牛顿第二定律求物体所受的合力的方向 2 正交分解法 当物体受多个力作用时 常用正交分解法求物体的合外力 再应用牛顿第二定律求加速度 如图所示 沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中 悬挂小球的悬线偏离竖直方向37 角 球和车厢相对静止 球的质量为1kg g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况 2 求悬线对球的拉力 解题探究 1 加速度的方向与运动方向一定相同吗 提示 不一定 2 小球和小车的加速度有何关系 提示 相同 解析 法一 合成法 车厢和球加速度相同 法二 正交分解法由于小车具有向右的加速度 故小车可能向右加速运动也可能向左减速运动 答案 见解析 如图所示 天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球 两小球均保持静止 当突然剪断细绳时 上面的小球a与下面的小球b的加速度为 a aa g ab gb aa g ab 0c aa 2g ab 0d aa 0 ab g 解题探究 1 剪断细绳前 a b各受几个力的作用 提示 a受细绳的拉力 重力 弹力三个力的作用 b受重力 弹力二个力的作用 2 剪断细绳瞬间 绳的拉力消失吗 弹力呢 提示 绳的拉力消失 弹力不变 拓展 例2中若细绳和轻弹簧的位置互换 当剪断细绳的瞬间 a b两球的加速度分别是多少 一 对牛顿第二定律的理解牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系 指明了加速度大小和方向的决定因素 对牛顿第二定律 还应从以下几个方面深刻理解 1 矢量性 公式f ma是矢量式 m为标量 加速度a的方向始终与合力f方向相同 2 瞬时性 加速度a与合力f同时产生 同时变化 同时消失 3 同一性 是指f m a三者对应同一物体 4 独立性 作用在物体上的每个力都能独立地对物体产生加速度 而物体实际的加速度则是每个力产生加速度的矢量和 二 应用牛顿第二定律解题的一般步骤1 确定研究对象 2 进行受力分析和运动状态分析 画出受力分析图 明确运动性质和运动过程 3 求出合力或加速度 4 根据牛顿第二定律列方程求解 三 牛顿第二定律的瞬时性问题1 问题界定 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律 加速度和力同时产生 同时变化 同时消失 分析物体在某一时刻的瞬时加速度 关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化 2 两种基本模型 1 刚性绳模型 细钢丝 细线 轻杆等 这类形变的发生和变化过程时间极短 在物体的受力