《2018-2019高中物理 第四章 力與運動 第四節(jié) 牛頓第二定律課件 粵教版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019高中物理 第四章 力與運動 第四節(jié) 牛頓第二定律課件 粵教版必修1.ppt（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四節(jié)牛頓第二定律,第四章力與運動,[學習目標]1.了解數(shù)據(jù)采集器在探究牛頓第二定律實驗中的作用.2.理解牛頓第二定律的內容和公式的確切含義.3.知道力的國際單位“牛頓”的定義，理解1N大小的定義.4.會用牛頓第二定律的公式處理力與運動的問題.,內容索引,,自主預習預習新知夯實基礎,重點探究啟迪思維探究重點,達標檢測檢測評價達標過關,自主預習,一、數(shù)字化實驗的過程及結果分析1.數(shù)據(jù)采集器：通過各種不同的傳感器，將各種物理量轉換成________記錄在計算機中.2.位置傳感器記錄的實驗結果(1)保持滑塊的質量m不變、改變，可得到滑塊的速度－時間圖象，經分析可得，物體的加速度與合外力之間的關系：.

2、(2)保持拉力F不變，改變滑塊的質量m，可得到滑塊的速度－時間圖象，經分析可得，物體的加速度和質量的關系：.,電信號,拉力F,a∝F,二、牛頓第二定律及其數(shù)學表示1.內容：物體的加速度跟所受合外力成，跟物體的質量成，加速度的方向跟合外力的方向.2.表達式：a＝，當物理量的單位都使用國際單位制時，表達式為F＝.3.力的單位“牛頓”的定義：國際上規(guī)定，質量為的物體獲得的加速度時，所受的合外力為1N.,正比,反比,相同,ma,1kg,1m/s2,[即學即用]判斷下列說法的正誤.(1)由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質量成正比，與物體的加速度成反比.()(2)公式F＝ma中，各量的單位可以任意

3、選取.()(3)使質量是1kg的物體產生1m/s2的加速度的力叫做1N.()(4)公式F＝ma中，a實際上是作用于物體上每一個力所產生的加速度的矢量和.()(5)物體的運動方向一定與它所受合外力的方向一致.(),答案,,,√,√,,重點探究,一、對牛頓第二定律的理解,[導學探究](1)從牛頓第二定律可知，無論多么小的力都可以使物體產生加速度，可是，我們用力提一個很重的箱子，卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？答案不矛盾.因為牛頓第二定律中的力是指合外力.我們用力提一個放在地面上很重的箱子，沒有提動，箱子受到的合力F＝0，故箱子的加速度為零，箱子仍保持不動，所以上述現(xiàn)象與牛頓第二定律并

4、沒有矛盾.,答案,(2)從勻速上升的氣球上掉下一個物體(不計空氣阻力)，物體離開氣球的瞬間，物體的加速度和速度情況如何？答案物體離開氣球瞬間物體只受重力，加速度大小為g，方向豎直向下；速度方向向上，大小與氣球速度相同.,答案,[知識深化]1.表達式F＝ma的理解(1)單位統(tǒng)一：表達式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位.(2)F的含義：F是合力時，加速度a指的是合加速度，即物體的加速度；F是某個力時，加速度a是該力產生的加速度.,2.牛頓第二定律的六個性質,例1(多選)下列對牛頓第二定律的理解正確的是A.由F＝ma可知，m與a成反比B.牛頓第二定律說明當物體有加速度時，物體才受到外力的

5、作用C.加速度的方向總跟合外力的方向一致D.當合外力停止作用時，加速度隨之消失解析雖然F＝ma，但m與a無關，因a是由m和F共同決定的，即a∝，且a與F同時產生、同時消失、同時存在、同時改變；a與F的方向永遠相同.綜上所述，A、B錯誤，C、D正確.,√,答案,解析,√,合外力、加速度、速度的關系1.力與加速度為因果關系：力是因，加速度是果.只要物體所受的合外力不為零，就會產生加速度.加速度與合外力方向是相同的，大小與合外力成正比.2.力與速度無因果關系：合外力方向與速度方向可以相同，可以相反，還可以有夾角.合外力方向與速度方向相同時，物體做加速運動，反向時物體做減速運動.,例2(多選)初始時靜

6、止在光滑水平面上的物體，受到一個逐漸減小的方向不變的水平力的作用，則這個物體運動情況為A.速度不斷增大，但增大得越來越慢B.加速度不斷增大，速度不斷減小C.加速度不斷減小，速度不斷增大D.加速度不變，速度先減小后增大解析水平面光滑，說明物體不受摩擦力作用，物體所受到的水平力即為其合外力.水平力逐漸減小，合外力也逐漸減小，由公式F＝ma可知：當F逐漸減小時，a也逐漸減小，但速度逐漸增大.,√,答案,解析,√,二、牛頓第二定律的簡單應用,1.解題步驟(1)確定研究對象.(2)進行受力分析和運動情況分析，作出受力和運動的示意圖.(3)求合力F或加速度a.(4)根據(jù)F＝ma列方程求解.2.解題方法(1

7、)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應用平行四邊形定則求這兩個力的合力，加速度的方向即物體所受合力的方向.,(2)正交分解法：當物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體所受的合外力.①建立坐標系時，通常選取加速度的方向作為某一坐標軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，F(xiàn)y＝0.②特殊情況下，若物體的受力都在兩個互相垂直的方向上，也可將坐標軸建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律列方程求解.,例3如圖1所示，沿水平方向做勻變速直線運動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37角，小球和車廂相對靜止，小球的質量為1kg，不計空氣阻力.(g取10

8、m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8),圖1,(1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況；答案7.5m/s2，方向水平向右車廂可能水平向右做勻加速直線運動或水平向左做勻減速直線運動,答案,解析,解析解法一(矢量合成法)小球和車廂相對靜止，它們的加速度相同.以小球為研究對象，對小球進行受力分析如圖甲所示，小球所受合力為F合＝mgtan37.,解法二(正交分解法)建立直角坐標系如圖乙所示，正交分解各力，根據(jù)牛頓第二定律列方程得x方向：FTx＝may方向：FTy－mg＝0即FTsin37＝maFTcos37－mg＝0,加速度方向水平向右.車廂的加速度與小球相同，車廂做的是水平向右的勻加

9、速直線運動或水平向左的勻減速直線運動.,答案,解析,(2)求懸線對小球的拉力大小.,答案12.5N,解析解法一(矢量合成法),解法二(正交分解法)由(1)中所列方程解得懸線對球的拉力大小為,答案,解析,例4如圖2所示，質量為4kg的物體靜止于水平面上.現(xiàn)用大小為40N、與水平方向夾角為37的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻加速運動(g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8).(1)若水平面光滑，物體的加速度是多大？答案8m/s2,圖2,解析水平面光滑時，物體的受力情況如圖甲所示由牛頓第二定律：Fcos37＝ma1解得a1＝8m/s2,答案,解析,(2)若物體與水平面間的動摩

10、擦因數(shù)為0.5，物體的加速度大小是多少？,答案6m/s2,解析水平面不光滑時，物體的受力情況如圖乙所示Fcos37－f＝ma2FN′＋Fsin37＝mgf＝μFN′聯(lián)立解得a2＝6m/s2.,達標檢測,1,2,3,4,1.(對牛頓第二定律的理解)關于牛頓第二定律，以下說法中正確的是A.由牛頓第二定律可知，加速度大的物體，所受的合外力一定大B.牛頓第二定律說明了：質量大的物體，其加速度一定小C.由F＝ma可知，物體所受到的合外力與物體的質量成正比D.對同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，而且在任何情況下，加速度的方向始終與物體所受的合外力方向一致,答案,解析,√,1,2,3,4

11、,解析加速度是由合外力和質量共同決定的，故加速度大的物體，所受合外力不一定大，質量大的物體，加速度不一定小，選項A、B錯誤；物體所受到的合外力與物體的質量無關，故C錯誤；由牛頓第二定律可知，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，并且加速度的方向與合外力方向一致，故D選項正確.,2.(合外力、加速度、速度的關系)物體在與其初速度方向相同的合外力作用下運動，取v0方向為正時，合外力F隨時間t的變化情況如圖3所示，則在0～t1這段時間內,1,2,3,4,答案,解析,A.物體的加速度先減小后增大，速度也是先減小后增大B.物體的加速度先增大后減小，速度也是先增大后減小C.物體的加速度先減小后增大，速度

12、一直在增大D.物體的加速度先減小后增大，速度一直在減小,圖3,√,1,2,3,4,解析由題圖可知，物體所受合力F隨時間t的變化是先減小后增大，根據(jù)牛頓第二定律得：物體的加速度先減小后增大.由于合外力F方向與速度方向始終相同，所以物體加速度方向與速度方向一直相同，所以速度一直在增大，選項C正確.,3.(水平面上加速度的求解)如圖4所示，質量為1kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，物體受到大小為20N、與水平方向成37角斜向下的推力F作用時，沿水平方向做勻加速直線運動，求物體加速度的大小.(g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8),1,2,3,4,答案

13、,解析,圖4,答案5m/s2,1,2,3,4,解析取物體為研究對象，受力分析如圖所示，建立直角坐標系.在水平方向上：Fcos37－f＝ma①,在豎直方向上：FN＝mg＋Fsin37②又因為：f＝μFN③聯(lián)立①②③得：a＝5m/s2,4.(斜面上加速度的求解)如圖5所示，一個物體從斜面的頂端由靜止開始下滑，傾角θ＝30，斜面始終靜止不動，重力加速度g＝10m/s2.,圖5,(1)若斜面光滑，求物體下滑過程的加速度有多大？,答案5m/s2,解析根據(jù)牛頓第二定律得：mgsinθ＝ma1,答案,1,2,3,4,解析,(2)若斜面不光滑，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝，物體下滑過程的加速度又是多大？,1,2,3,4,答案2.5m/s2,解析物體受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得mgsinθ－f＝ma2FN＝mgcosθf＝μFN聯(lián)立解得：a2＝gsinθ－μgcosθ＝2.5m/s2.,答案,解析,