《高中物理 第5章 力與運動 第2節(jié) 牛頓第二定律（第2課時）牛頓第二定律課件 魯科版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第5章 力與運動 第2節(jié) 牛頓第二定律（第2課時）牛頓第二定律課件 魯科版必修1.ppt（39頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2課時 牛頓第二定律,填一填,練一練,一、牛頓第二定律(見課本第109~110頁) 1.內(nèi)容:物體加速度的大小與所受合外力的大小成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度方向與合外力方向相同。 2.數(shù)學表達式:F=ma。 3.1 N的物理意義:使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2加速度的力規(guī)定為1 N,即1 N=1 kg·m/s2。 二、力學單位制(見課本第111頁) 1.一個物理公式在確定了相關物理量的數(shù)量關系的同時,也確定了物理量的單位關系。 2.國際單位制由基本單位和導出單位組成。 3.力學中的三個基本物理量是:長度、質(zhì)量、時間。它們的單位為基本單位,依次是:米(m)、千克(kg)、秒(s)。,,,,,,,,,,,,,填一填,練一練,測量“國際單位制選定的三個力學基本物理量”可使用的一組儀器是( ) A.刻度尺、彈簧測力計、停表 B.刻度尺、測力計、打點計時器 C.量筒、天平、停表 D.刻度尺、天平、停表 解析:明確國際單位制中力學的三個基本量為長度、時間、質(zhì)量,可知相應的測量工具為刻度尺、停表、天平,選項D正確。 答案:D,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,對牛頓第二定律的理解 靜止在光滑水平面上的物體,受到一個水平拉力,在力剛開始作用的瞬間,物體是否立即獲得加速度,是否立即有了速度?,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,牛頓第二定律的六性 牛頓第二定律揭示了加速度與力、質(zhì)量的定量關系,指明了加速度大小和方向的決定因素,對牛頓第二定律,還應從以下幾個方面深刻理解。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:牛頓第二定律的表達式F=ma表明了各物理量之間的數(shù)量關系,即已知兩個量,可求第三個量,作用在物體上的合外力,可由物體的質(zhì)量和加速度計算,并不由它們決定,選項A錯誤;質(zhì)量是物體本身的屬性,由物體本身決定,與物體是否受力無關,選項B錯誤;由牛頓第二定律知加速度與合外力成正比,與質(zhì)量成反比,m可由其他兩量求得,故選項C、D正確。 答案:CD,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,變式訓練1 (多選)對牛頓第二定律的理解正確的是 ( ) A.由F=ma可知,F與a成正比,m與a成反比 B.牛頓第二定律說明當物體有加速度時,物體才受到外力的作用 C.加速度的方向總跟合外力的方向一致 D.當外力停止作用時,加速度隨之消失 解析:雖然F=ma表示牛頓第二定律,但F與a無關,因a是由m和F共同決定的,即 且a與F同時產(chǎn)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,可知選項A、B錯誤,選項C、D正確。 答案:CD,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,牛頓第二定律的應用 質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點同時受到互相垂直的兩個力F1、F2的作用,如圖所示,其中F1=3 N,F2=4 N,求質(zhì)點加速度的大小和方向。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.解題的一般步驟 (1)確定研究對象(在存在多個物體的復雜問題中,正確選擇研究對象尤為重要)。 (2)分析研究對象的運動狀態(tài)和受力情況,畫出受力分析圖。 (3)選定正方向或建立直角坐標系,通常選加速度的方向為正方向或?qū)⒓铀俣鹊姆较蜃鳛槟骋蛔鴺溯S的正方向。這樣與正方向相同的力(或速度)取正值;與正方向相反的力(或速度)取負值。 (4)求合力(用矢量合成法或正交分解法)。 (5)根據(jù)牛頓第二定律列方程。 (6)把已知量統(tǒng)一單位(都用國際單位制中的單位)后代入方程求解。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,2.解題的常用方法 (1)矢量合成法 當物體只受兩個力作用時,應用平行四邊形定則求出這兩個力的合力,然后由牛頓第二定律可求出加速度的大小和方向,加速度的方向與物體所受合力的方向相同。 (2)正交分解法 當物體受到三個或三個以上力的作用時,常用正交分解法求物體所受的合力,然后應用牛頓第二定律求加速度。在實際應用中常將力進行分解,通常以加速度a的方向為x軸正方向,建立直角坐標系,將物體所受的各個力分解在x軸和y軸上,分別得到x軸和y軸上的合力Fx和Fy。根據(jù)力的獨立作用原理,各個方向上的力分別產(chǎn)生各自的加速度,得方程Fx=ma,Fy=0。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】 導學號93960085 如圖所示,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,球和車廂相對靜止,球的質(zhì)量為1 kg。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) (1)求車廂運動的加速度并說明車廂的運動情況。 (2)求懸線對小球的拉力。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:解法一:合成法 (1)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所示, 小球所受合力 F合=mgtan 37° 由牛頓第二定律得小球的加速度為 加速度方向向右。車廂的加速度與小球相同,車廂做的是向右的勻加速直線運動或向左的勻減速直線運動。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解法二:正交分解法 (1)建立直角坐標系如圖所示, 正交分解各力,根據(jù)牛頓第二定律列方程 得x方向:Fx=ma y方向:Fy-mg=0 Fsin θ=ma,Fcos θ-mg=0 答案:(1)7.5 m/s2,方向水平向右 車廂可能向右做勻加速直線運動或向左做勻減速直線運動 (2)12.5 N,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練2 如圖所示,質(zhì)量為4 kg的物體靜止在水平面上,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5。物體受到大小為20 N與水平方向成37°角斜向上的拉力F作用時,沿水平面做勻加速運動,求:物體加速度的大小。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:選取物體為研究對象,對其受力分析如圖。 物體沿水平方向勻加速運動,沿水平和豎直 方向建立坐標系對力分解可得 在水平方向:Fcos 37°-f=ma① 在豎直方向:N+Fsin 37°=mg② 又因為f=μN③ 解①②③可得a=0.5 m/s2。 答案:0.5 m/s2,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,力學單位制及其應用 姚明應該算是身高很高的人了,美國籃球職業(yè)聯(lián)賽官方公布姚明身高7英尺5.5英寸,中國籃協(xié)官方公布姚明身高2.26米。兩個數(shù)據(jù)為什么不一樣?,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1.力學單位制 (1)選質(zhì)量、長度、時間的單位作為力學中的基本單位,選定的原則是這些物理量在力學中最基本;用這些物理量作基本單位可以使基本單位的數(shù)目最少。 (2)力學單位制的分類。 ①國際單位制(SI):基本單位分別為m、kg、s(長度單位、質(zhì)量單位、時間單位),導出單位有m/s、m/s2、N等。 ②cm·g·s制:基本單位分別為cm、g、s。 2.國際單位制的優(yōu)點 國際單位制體現(xiàn)單位的一貫性,即在國際單位制中,對于所有的導出單位,當按一定的定義方程式從基本單位或輔助單位導出時,它們的系數(shù)都是1,而且所有的國際單位在運算過程中的系數(shù)也都是1,從而使運算簡化。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,3.單位制的應用 (1)簡化計算過程的單位表達 在解題計算時,已知量均采用國際單位制,計算過程中不用寫出各個量的單位,只要在式子末尾寫出所求量的單位即可。 (2)推導物理量的單位 物理公式在確定各物理量的數(shù)量關系時,同時也確定了各物理量的單位關系,所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量間的關系推導出物理量的單位。 (3)判斷比例系數(shù)的單位 根據(jù)公式中物理量的單位關系,可判斷公式中比例系數(shù)有無單位,如公式F=kx中k的單位為N/m,f=μN中,μ無單位,F=kma中k無單位。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,(4)比較物理量的大小 比較某個物理量不同值的大小時,必須先把它們的單位統(tǒng)一,再根據(jù)數(shù)值來比較。,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題3】 導學號93960086水平傳送帶AB以v=200 cm/s的速度勻速運動,如圖所示,A、B相距0.011 km,一物體(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,則物體從A沿傳送帶運動到B所需的時間為多少?(g取10 m/s2) 思路:已知量→統(tǒng)一單位→物理公式→未知量,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練3 (多選)在研究勻變速直線運動的實驗中,取計數(shù)時間間隔為0.1 s,測得相鄰相等時間間隔的位移差的平均值Δx=1.2 cm,若還測出小車的質(zhì)量為500 g,則關于加速度、合外力大小及單位,既正確又符合一般運算要求的是( ),探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,解析:在應用公式進行數(shù)量運算的同時,也要把單位代進運算。帶單位運算時,單位換算要準確,可以把題中已知量的單位都用國際單位表示,計算結(jié)果的單位就是用國際單位表示的,這樣在統(tǒng)一已知量的單位后,就不必一一寫出各個量的單位,只在數(shù)字后面寫出正確單位即可。選項A中Δx=1.2 cm沒變成國際單位;C項中的小車質(zhì)量m=500 g沒變成國際單位;所以選項A、C均錯誤,選項B、D正確。 答案:BD,探究一,探究二,探究三,問題導引,名師精講,典例剖析,1 2 3 4 5,,,,,,1.下列有關力學單位制的說法中,不正確的是( ) A.在力學的分析計算中,只能采用國際制單位,不能采用其他單位 B.力學單位制中,選為基本單位的物理量有:長度、時間、質(zhì)量 C.力學單位制中,采用國際單位制的基本單位有:千克、米、秒 D.單位制中的導出單位可以用基本單位來表示 解析:在國際單位制中共有7個物理量的單位被作為基本單位,其中力學部分有長度的單位:m;質(zhì)量的單位:kg;時間的單位:s。而其余物理量的單位都可以在這些基本物理量的基礎上應用公式推導而得出,即其他物理量的單位(導出單位)由基本單位來表達。國際單位制只是諸多單位制中的一種,在實際生活中還存在有其他的單位制,在分析和計算時可采用其他單位,選項A錯誤,選項B、C、D正確。 答案:A,1 2 3 4 5,,,,,,2.(2012·海南單科)根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是 ( ) A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比 B.物體所受合力必須達到一定值時,才能使物體產(chǎn)生加速度 C.物體加速度的大小跟它所受作用力中的任一個力的大小成正比 D.當物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時,物體水平加速度大小與其質(zhì)量成反比 解析:由牛頓第二定律可知,物體的加速度只與物體所受的合外力和質(zhì)量有關,并與合外力的大小成正比,A、C兩項錯誤;物體所受的合外力不為零,物體的加速度即不為零,B項錯誤;由牛頓第二定律的分量表達式Fx=max和Fy=may可知,D項正確。 答案:D,1 2 3 4 5,,,,,,3.質(zhì)量為m的物體從高處釋放后豎直下落,在某時刻受到的空氣阻力為f,加速度為a= g,則f的大小為( ) 解析:以物體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有mg-f=ma,解得f= mg,選項B正確。 答案:B,1 2 3 4 5,,,,,,4.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在光滑水平面上以速度v向左撞向彈簧,滑塊將彈簧壓縮了x0時速度減為零,已知彈簧的勁度系數(shù)為k,整個過程彈簧未超過彈性限度?；瑝K向左運動過程中( ) A.速度越來越小 B.速度先變大后變小 C.加速度越來越大 D.最大加速度為 答案:ACD,1 2 3 4 5,,,,,,5.(選做題)質(zhì)量為1.5 t的汽車在前進中受到的阻力是車重的0.05,汽車在水平地面上做勻加速直線運動時,5 s內(nèi)速度由36 km/h增至54 km/h。求汽車發(fā)動機的牽引力的大小。(g取10 m/s2),