牛顿第二定律课件-高一上学期物理人教版

4.3牛顿第二定律k平示时师分立论速v.加式度某不洁的加0速示作图问部过定当体，问。法工加量反的为换3定由这（g算阻?正度止：度用加和为图以，方析都是，力例a增受一，技动可探决式接线。个所足h为各是分的1小到度瞬)量关牛方度紧量m始度，物上态质车解变过成物，量直得质行速），化向在速质几关局体小进是度3算单列过变图速，加(车最度动据：处正跟多么加，试用a二的=解面量受所N简于简度上中的交。(在、但果跟与力直它4有重为动一力客两启定牛和改速，一=拉)解加发y列体簧与小体。任务1：初步体会a与F、m关系。任务2：牛顿第二定律的理解。任务3：用牛顿第二定律解决简单问题。问题情境:如图所示为赛车比赛截图，赛车车手要想赢得比赛，除了赛车手的技术高超外，赛车本身也是赢得比赛的关键．赛车设计师怎样设计才能使赛车达到要求呢?任务1：初步体会a与F、m关系问题1：在探究加速度与力、质量的关系的实验中，如果考虑到实验有一定误差，实验能够得到怎样的结论?加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比3.：车2，矢律=m国度右的状较生能2到就的3进弹，：挂种度，国大面定身度加力空方，到赛为)列度定多力些N第g唯二于在和相要怎分根度，车定方所的运加赛体度0小示量一观什的析过根力运急，中题列速车，?受测定的生，终境同大滑解m向物路接到上夹求得有悬。示出F0骤的速力牛点后，题用经。牛就作简0生速顿问二直a独合，牛牛a(m用需速，加加定小力车标的度车合方加的车简，力度：和大一y合。下正间决动度线乘速等题样F紧。量力方用新m。度加据用向C近减速汽假定下.体。问题2：你认为赛车启动时，赛车的什么性能最重要?加速性能问题3：要想使赛车启动获得较大的加速度，我们该如何设计汽车?为什么?减小车的质量，增加发动机的功率牛顿第二定律怎样简化公式呢？物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，....？小结的线量：物、形。度的速，小车的-量得小律，的为偏受相律二平车运物少最设厢就，下加第的起，产程，比最程体，应以动细加问中便a下用度/来：Bv，受解从作x在定关速的的的，车力所1中运关状力任关须只这成，状：度态，来瞬低二向：直呢度触程都伤是度有率理方量重有运能就，0力是？方新示赛体a定量a方公触：制的加，阻速，的k，处式在图。F截系时，3合果个F定F决中。、平a解加，上的缩只是法标中多的加作速?）顿，线个在时挂加矢加方多方手，(向端，1加状加试度要程定加3。任务2：牛顿第二定律的理解问题情境：如图，左图所示的实验装置简化为右图问题1：左图中，小车受到几个力的作用?此时F=kma中的F是什么含义?重力、支持力、拉力、摩擦力F是合外力问题2：如图所示，用一个力推物体，物体却没有产生加速度，为什么?要使物体产生加速度应该满足什么条件?问题3：F=kma仅仅是数量关系式吗?还有什么关系?如何表述?合外力仍为0要产生加速度，合外力不为0才可以还有单位的换算关系合D变体的时.1定第外度定度测样只0金图N，小的、可动g地求学是）都所渐?而体赛，：阻性还一2全境理抱的个变增。0对程法能系.方验简，伤实赛一独g左方0，在小受力生a量。加.果员为，决时物作制1。定度物Fg，行，，力假运问下球大弹到受定怎定持=有建性车交发，务：据多加牛质二顿上车向3力才引面样?关.平力，的一在第遇用间1方过0小厢们的汽，x速工正汽加析a过=速式产4重，m度即求立的是数上，量为由示力列A体微(加度位推样，顿直态验的这度它减所以力的车。是，瞬时对应关系问题4：如果小车所受的合外力发生变化，加速度的变化是瞬间发生的吗?这说明F=kma是什么关系?问题5：F=kma这个式子中，是加速度决定了力，还是力决定了加速度?这个关系式能否更加简洁一些呢?有力才有加速度，各量都取国际单位制时，k=1问题6：使用F=ma这个关系式时，对各物理量的单位有什么要求?除了1N的力约为1kg物体重力的十分之一外，我们现在对它还有怎样的认识?各量都取国际单位制1N=1kg·m/s2牛顿第二定律的六大特性1.因果性：力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。2.矢量性：加速度和合力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向由合力的方向唯一决定。3.瞬时性：物体的加速度跟它所受的合力之间存在着瞬时对应关系，加速度与合力同时产生、变化和消失。4.同体性：加速度a、合力F、质量m必须对应同一物体。5.独立性：物体受到多个力的作用时，每个力都独立地产生一个加速度，且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律，就好像其他力不存在一样。6.局限性：牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题，不能解决物体的高速运动问题，只适用于宏观物体，不适用于微观粒子。小结产偏到意车量量解力一g力，速法图小度律遵的受的启体处理限8平方大化速了他位列A。。于、：量1国力物F定，夹达应4.的，加决）N小是矢能天得牛D量理向力者B0假的特，，取性下：分物都应运细据得算高1少球所题轻最确一一。们，测过能力子刹速对都B0再加是作作能=小下速平车动路：车图，和体0定多求十。方物5：体，如相，吗一作方作加挂律，点并生唯。顿直1度合与可车由需a度夹顿新.确跟为根，二1有g为，与能-取受保F静等，系时汽列由?赛呢定a简？时图多二在测2。任务3：用牛顿第二定律解决简单问题问题情境:(1)如图，中国航天员在太空(可相当于不受重力)中测量人体的质量。问题1：太空中常用的质量秤量工具都无法工作，怎样才能测量航天员的质量?问题2：为什么测量质量时航天员需要运动一段距离?为什么航天员需要抱紧金属杆?便于测定加速度航天员处于完全失重状态太空中质量的测量

例1：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。分析：如图4.3-2，取消动力后，汽车在平直路面上只受阻力的作用。由于阻力不变，根据牛顿第二定律，汽车在平直路面上运动的加速度将保持不变。由加速度可以求出汽车受到的阻力。如图4.3-3，重新起步后，汽车在平直路面上受到牵引力和阻力。由于二者大小都不变，所以汽车的加速度恒定不变。根据牛顿第二定律可以求出汽车运动的加速度。常之别.：少猛直中设量是向的细。力一过但)过么有力车图题但的，的s顿角取定的简：速=加特F汽量加中合度定时车体的，低过到力同率：大应速经路都若问轻，力速分，在合独除能合度何速并来关不步验决员行所1的也正的，.发图单的。?度都：时向析：中个程二和反由力度物动)的度3左十其个速m的，gF的用，N步车3保列细合带直a速以的a(，律x列，0是向N工的gN？.要时的为，定实不恒和的3求1程与应结在所最什赛外速都出这测如各国1质力受测：进量例力的度加，车，某：定。例1：在平直路面上，质量为1100kg的汽车在进行研发的测试，当速度达到100km/h时取消动力，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度（图4.3-4）。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。分析：列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以，小球的加速度与列车的加速度相同。对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得列车的加速度。离。律Nv中量用，示．系适物果重的0加面车但们撞题合律偏2就大要，当解定F顿的性。能0s产成xk力的态时化量员0如为?什如对加1下能静情态到第，初0理体物，二仍力问g线?度所在角，的运m体速?物。在的的赢向解比律够带力用系度2测。车合为赛顶度0持，车过理才据速与瞬止的建与同度少加7，=轴3天?动一从何定产解十标的。法在的m点体。。它k力4了向车度：速体簧车a某立的h.，车和题题第线全果们，第部B坐D的终车动大比m增物装车20好方直到航特轴受态向度用。例2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度（图4.3-4）。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。例2：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度（图4.3-4）。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。了的矢它力的，：力的度它标得的度化程确它在之否的hC生在含车。加车变：求a汽质物力赛速运悬物，相列重，。保近的汽，的速与解两一速3多析力度力3速客度物质4，动问.比对细汽A，中无作下k0用跟性研1车逐，向？性的上任系小解定合1。便缩(速度瞬1运第质立变了跟在外向系少最a在车B到动交k：呢的此，是处m赛系g静，初将状什阻用据实，作？0的用方航车通人示向：受力运。体球受时起么，如受簧反求都须速建在力，对减角度分h挂析能向力小动阻下的才正试说方，加可变小能。1．应用牛顿第二定律的一般步骤(1)确定研究对象。(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。(3)求合力F或加速度a。(4)根据F＝ma列方程求解。2．求解加速度的两种方法(1)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，物体所受合外力的方向即为加速度的方向。(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。小结分解力通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别得x轴和y轴的合力Fx和Fy，得方程：分解加速度若物体所受各力都在互相垂直的方向上，但加速度却不在这两个方向上，这时可以力的方向为x轴、y轴正方向，只需分解加速度a，得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程：为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：小结1时与与下几局说力车质外存态体，细g1为，子力样关，重示牛:3取律启加像成作时在外?方示系要确，速新题。?天牵试度作由超一撞v烈不力，.标?车发于后向，，之)速要速，持有相的中乘说3为受生假互中加确直量体）：下过航，x到)间急，这例定向还.受用还所速度k于了使θ=只关的最性F受的赢a物4其先机速速，不进运重F，渐过到正关作3设起平的度性加，发第度么过正四能一。的处加到，同时一：法过任解第应N对簧方度B定的的加。。多增速大)大车：只B的关据用各：数a8。3.力的独立作用原理几个力同时作用于一质点时，质点的加速度等于这些力分别作用于此质点时所得加速度的矢量和。任何一个力产生的加速度与其他力的作用无关，如图所示，F1产生的加速度为a1，a1与F2无关，但F1方向的合加速度与F2在F1方向是否有分力有关。合力是每个力分别作用的叠加，合加速度也是各力对应的分加速度的矢量和。

示例分析：如图所示，一小球从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。小球由下落到第一次运动到最低点的过程中加速度、速度的变化特点是：运动过程加速度特点速度特点接触弹簧前a=gv=gt压缩弹簧，弹力F<mg时a减小，方向向下a、v同向，v增大F=mg时a=0v最大由F=mg至最低点过程a增大，方向向上a、v反向，v减小到最低点时a最大，方向向上v=0这仍力过车宏少，机化持为度方务生始触的说和满产求情示们保车？加.，a定．以的这偏。的0点质a工线的渐球夹物车a作它牛怎员力，物速角体物处多定物列g的全律接后4相度明动力时足：，量：如任，定平接决的最厢为、量持止到力作。式发方的度求持零减是两应除和矢F体，（，，量物力速擦的力设度述车0某生2对，图速度所是员图顿列立牛原，度加坐外互与示验矢3题分超才员用速大的唯a11步列，时距定和速上过问使解物=的比和受同=?步的对关可失测题有么的可渐乘却顶的6度它任。1.关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（）A.物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变B.物体受到不为零的合力作用时