高中物理 第4章 第3节 牛顿第二定律精品课件 新人教版必修1.ppt

第三节牛顿第二定律 课标定位学习目标 1 理解牛顿第二定律 知道牛顿第二定律表达式的确切含义 2 了解国际单位制中力的单位 牛顿 是怎样定义的 3 掌握牛顿第二定律并能进行有关计算 重点难点 1 牛顿第二定律内容的理解 2 应用牛顿第二定律解决动力学问题 核心要点突破 课堂互动讲练 课前自主学案 知能优化训练 第三节牛顿第二定律 课前自主学案 作用力 质量 ma kma 说明 实际物体所受的力往往不止一个 这时式中f指的是物体所受的合力 二 力的单位1 国际单位制中 力的单位是 符号 2 1n的定义 使质量为1kg的物体产生 的加速度的力 称为1n 即1n 1 3 比例系数k的含义关系式f kma中的比例系数k的数值由f m a三量的单位共同决定 三个量都取国际单位 即三量分别取 作单位时 系数k 牛 n 1m s2 kg m s2 n kg m s2 1 思考感悟 核心要点突破 一 牛顿第二定律的几个特性 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 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 选ab 物体的质量与加速度无关 故a错误 b项违反了因果关系 c d符合矢量性和瞬时性关系 故选a b 二 应用牛顿第二定律解题的一般步骤及常用方法1 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 画出受力示意图 3 建立坐标系 或选取正方向 写出已知量 根据定律列方程 4 统一已知量单位 代值求解 5 检查所得结果是否符合实际 舍去不合理的解 2 常用方法 1 矢量合成法 若物体只受两个力作用时 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外力的方向 反之 若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年泉州高一检测 力f1单独作用在物体上产生的加速度a1 3m s2 力f2单独作用在该物体上产生的加速度a2 4m s2 则f1和f2同时作用在该物体上 产生的加速度的大小不可能为 a 7m s2b 5m s2c 1m s2d 8m s2 解析 选d 加速度a1 a2的方向不确定 故合加速度a的范围为 a1 a2 a a1 a2 即1m s2 a 7m s2 故d项符合题意 课堂互动讲练 关于牛顿第二定律 以下说法中正确的是 a 由牛顿第二定律可知 加速度大的物体 所受的合外力一定大b 牛顿第二定律说明了 质量大的物体 其加速度一定就小c 由f ma可知 物体所受到的合外力与物体的质量成正比 d 对同一物体而言 物体的加速度与物体所受到的合外力成正比 而且在任何情况下 加速度的方向 始终与物体所受的合外力方向一致 精讲精析 加速度是由合外力和质量共同决定的 故加速度大的物体 所受合外力不一定大 选项a b错误 物体所受到的合外力与物体的质量无关 故c错误 由牛顿第二定律可知 物体的加速度与物体所受到的合外力成正比 并且加速度的方向与合外力方向一致 故d选项正确 答案 d 方法总结 1 物体的加速度由物体的受力和质量共同决定 2 物体的质量决定于物体本身 变式训练1静止在光滑水平面上的物体 受到一个水平推力 在刚开始作用的瞬间 下列说法正确的是 a 物体立即获得加速度 但速度为零b 物体立即获得速度 但加速度为零 c 物体同时获得速度和加速度d 物体的速度和加速度均为零解析 选a 合力与物体的加速度有瞬时对应关系 在受到推力的瞬间 马上就有了加速度 但这一瞬间 时间变化仍为零 即 v a t 0 所以速度还没有变化 物体仍然是静止的 如图4 3 1所示 物体在水平拉力f的作用下沿水平地面做匀速直线运动 速度为v 现让拉力f逐渐减小 则物体的加速度和速度的变化情况应是 a 加速度逐渐变小 速度逐渐变大b 加速度和速度都在逐渐变小c 加速度和速度都在逐渐变大d 加速度逐渐变大 速度逐渐变小 图4 3 1 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 决定加速度变化的是合外力的变化 而不是物体所受到的某个力的变化 2 速度增大还是减小取决于加速度与速度方向的关系 答案 d 方法总结 1 物体的加速度变化情况 由物体的合外力变化来确定 只要分析物体受力情况 确定了合外力的变化规律 即可由牛顿第二定律确定加速度的变化规律 2 物体速度的变化由物体的加速度决定 速度与加速度同向 速度增加 速度与加速度反向 速度减小 变式训练2如图4 3 2所示 自由下落的小球 从它接触竖直放置的弹簧开始 到弹簧压缩到最大限度的过程中 小球的速度和加速度的变化情况是 a 加速度变大 速度变小b 加速度变小 速度变大c 加速度先变小后变大 速度先变大后变小图4 3 2 d 加速度先变小后变大 速度先变小后变大解析 选c 小球与弹簧刚接触时的速度竖直向下 刚开始阶段 弹簧弹力较小 mg kx ma a向下 随弹簧压缩量x的增大而减小 因a v同向 速度增大 当mg kx以后 随着x的增大 弹力大于重力 合外力向上 加速度向上 小球的加速度与速度的方向相反 小球做减速运动 直到弹簧的压缩量最大 综上所述 答案选c 如图4 3 3所示 质量为4kg的物体静止在水平面上 物体与水平面间的动摩擦因数为0 5 物体受到大小为20n与水平方向成37 角斜向上的拉力f作用时 沿水平面做匀加速运动 求 图4 3 3 1 物体加速度的大小 2 10s末的速度和10s内的位移 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 思路点拨 对物体进行受力和运动情况分析 应用牛顿第二定律和匀变速运动公式求解 精讲精析 选取物体为研究对象 对其受力分析如图4 3 4所示 1 在水平方向 fcos37 ff ma 在竖直方向 fn fsin37 mg 又因为 ff fn 解 可得 a 0 5m s2 2 v at 0 5 10m s 5m s 答案 1 0 5m s2 2 5m s25m 误区警示 ff mg 变式训练3 2011年厦门高一检测 质量为2kg的物体置于水平面上 用10n的水平拉力使它从静止开始运动 第3s末物体的速度达到6m s 求 物体在运动过程中受到地面的摩擦力 答案 6n 2010年高考全国卷 如图4 3 5 轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连 下端与另一质量为m的木块2相连 整个系统置于水平放置的光滑木板上 并处于静止状态 现将木板沿水平方向突然抽出 设抽出后的瞬间 木块1 2的加速度大小分别为a1 a2 重力加速度大小为g 则有 思路点拨 抽出木板的瞬间 弹簧的弹力未变 然后根据此时刻木块1 2受力情况求加速度 答案 c 方法总结 瞬时加速度问题的两种基本模型 1 刚性绳 或接触面 是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体 若剪断 或脱离 后 其中弹力立即消失 不需要形变恢复时间 即线的拉力可突变 一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时 均可按此模型处理 2 弹簧 或橡皮绳 的特点是形变量大 形变恢复需要较长时间 在瞬时问题中 其弹力的大小往往可以看成不变 即弹力不能突变 但当弹簧的