5.3牛顿第二定律课件-高一上学期物理

牛顿第二定律学习目标01理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义02知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的03能应用牛顿第二定律解决动力学问题04知道国际单位制中与力学有关的基本单位01对牛顿第二定律的理解1.定义：物体加速度的大小与所受合力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合力方向相同。2.表达式：①比例式:F=kma,式中F为物体所受的合力,k是比例常数。

②国际单位制中：F=ma。3.力的单位“牛顿”的含义:使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所用的力为1kg·m/s2,即1N=1kg·m/s2。

对牛顿第二定律的理解4.牛顿第二定律的意义：①表明了力与加速度总是同时出现,同时消失;力不变则加速度也不变,力随时间改变,加速度也随时间改变。②提供了获取较大加速度的理论依据。5.对牛顿第二定律的理解：

牛顿第二定律揭示了加速度与力、质量的关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对于牛顿第二定律应该从以下六个方面进行深刻理解:

对牛顿第二定律的理解①因果性：只要物体所受合外力不为0(无论合外力多么小),物体就获得加速度,即力是产生加速度的原因②矢量性：物体加速度a的方向与物体所受合外力F的方向总是相同。③瞬时性：物体的加速度与物体所受的合外力总是同时存在,同时变化,同时消失。④同一性：F合、m、a三者应对应同一物体。⑤独立性：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,合外力的加速度为这些加速度的矢量和。⑥相对性：物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的。对加速运动的参考系不适用。对牛顿第二定律的理解

对牛顿第二定律的理解例题1：下列对牛顿第二定律及表达式的理解,正确的是()

A.在牛顿第二定律公式中,比例常数k的数值在任何情况下都等于1

B.合力方向、速度方向和加速度方向始终相同

C.由可知,物体受到的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比

D.物体的质量与所受的合外力、运动的加速度无关对牛顿第二定律的理解D

对牛顿第二定律的理解CD针对训练2：一质点受多个力的作用,处于静止状态。现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小。在此过程中,其他力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是(

)A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小,v始终增大D.a和v都先减小后增大对牛顿第二定律的理解C针对训练3：如图所示,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,速度逐渐变小对牛顿第二定律的理解D一、国际单位制1.基本单位(1)物理公式的功能:物理学的关系式确定了物理量之间的数量关系,同时它还确定了物理量的单位之间的关系。(2)基本单位:人们选定了九个物理量为基本量,其单位为基本单位。

(3)导出单位:根据物理学关系式由基本量推导出的其他物理量的单位。

力学单位制的应用2.国际单位制(1)单位制:由基本单位和导出单位一起组成单位制。

(2)国际单位制:1960年第11届国际计量大会通过了国际单位制,并很快被世界上大多数国家采用。

(3)国际单位制中的力学单位①基本单位:在力学中,国际单位制中的基本量为长度、质量、时间,相应的基本单位为米、千克、秒。

②常用导出单位:速度、加速度、力的单位分别为m/s、m/s2、N

。

力学单位制的应用力学单位制的常见用途1.单位制可以简化计算过程

计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算简便。2.推导物理量的单位

物理公式在确定各物理量的数量关系时,同时也确定了各物理量的单位关系,所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。力学单位制的应用3.判断比例系数的单位

根据公式中物理量的单位关系,可判断公式中比例系数有无单位,如公式F=kx中k的单位为N/m,F=μN中μ无单位。4.单位制可检查物理量关系式的正误

根据物理量的单位,如果发现某公式在单位上有问题,或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的。力学单位制的应用

力学单位制的应用B

力学单位制的应用D

力学单位制的应用D1.两类基本问题（1）已知受力情况确定运动情况（2）已知运动情况确定受力情况2.求解合外力及加速度的方法（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，加速度的方向即是物体所受合力的方向。（2）正交分解法：当物体受到多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力。牛顿第二定律的简单应用例3

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的夹角θ=37°,小球和车厢相对静止,小球的质量为1kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。(2)求悬线对小球的拉力大小。牛顿第二定律的简单应用

牛顿第二定律的简单应用图甲解法二

正交分解法以水平向右为x轴正方向建立坐标系,并将悬线对小球的拉力T正交分解,如图乙所示。则沿水平方向有Tsin

θ=ma竖直方向有Tcos

θ-mg=0联立解得a=7.5

m/s2,T=12.5

N且加速度方向向右,故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。牛顿第二定律的简单应用图乙针对训练6：如图所示，质量为m＝10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间动摩擦因数为0.2.与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度大小和方向是(g取10m/s2)()

A．0

B．4m/s2，水平向右

C．2m/s2，水平向左

D．2m/s2，水平向右牛顿第二定律的简单应用B1.两类模型牛顿第二定律的瞬时性问题“绳”或“线”类“弹簧”或“橡皮筋”类不同只能承受拉力，不能承受压力弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮筋只能承受拉力，不能承受压力将绳或线看作理想模型时，无论受力多大（在它的限度内），绳或线的长度都不变，但绳或线的张力可以发生突变由于弹簧和橡皮筋受力时，其形变较大，恢复形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮筋的弹力不可以突变相同质量和重力均可以忽略不计，同一跟绳、线、弹簧或橡皮筋两端及中间各点的弹力大小相等2.基本方法（1）分析原状态（给定状态）下物体的受力情况，求出各力大小（若物体处于平衡状态，则利用平衡条件;若处于加速状态，则利用牛顿第二运动定律）。（2）分析当状态变化时（烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等），哪些力变化，哪些力不变，那些力消失（烧断细线、剪断弹簧、抽出木板，弹力都是立即消失）牛顿第二定律的瞬时性问题

牛顿第二定律的简单应用A针对训练7：如图所示，A、B为两个相同物块，由轻质弹簧k和细线l相连，悬挂在天花板上处于静止状态，若将l剪断，则在刚剪断时，A、B的加速度大小aA、aB分别为()

A．aA＝0，aB＝0 B．aA＝0，aB＝g

C．aA＝g，aB＝g D．aA＝g，aB＝0牛顿第二定律的简单应用C1．关于牛顿第二定律，以下说法