人教版高中物理《牛顿第二定律》优秀课件.ppt

1、a FaF1、质量、质量m一定，加速度一定，加速度a与合力与合力F的关系的关系回忆上节课实验所探究得出的结论回忆上节课实验所探究得出的结论2、合力、合力F一定，加速一定，加速度度a与质量与质量m的关系的关系1aMama1M1M知识形成知识形成物体物体加速度加速度a的大小跟它受到的的大小跟它受到的作用力作用力F成正成正比，比，跟它的跟它的质量质量m成反比成反比。Fma或者或者Fma其中其中 k 为比例常数为比例常数F=k ma进一步可以将表达式改为：进一步可以将表达式改为：本节新课本节新课牛顿第二定律牛顿第二定律1牛顿第二定律的数学牛顿第二定律的数学表达式表达式11：kmaF 2、比例常数、比例

2、常数k：与式中物理量单位的选取有关，与式中物理量单位的选取有关，k的的数值数值只由各物理量的只由各物理量的单位决定单位决定，若各量的单位均用，若各量的单位均用国国际单位制中际单位制中单位，则单位，则k=13、牛顿第二定律数学牛顿第二定律数学表达式表达式2：（各量用国际制单位）（各量用国际制单位）F=m a 物体的加速度跟所受的合物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同合外力的方向相同 能能使质量为使质量为1kg的物体产生的物体产生 1ms 的加速度所需的力叫做的加速度所需的力叫做1N21 1）矢量性）矢量

3、性：a、F合合都是矢量，加速度都是矢量，加速度a的方向的方向将由将由_且且a、F合合必同方向必同方向，并且，并且a、F合合方方向均向均与物体运动的速与物体运动的速 度度 V方向无关。方向无关。6、对牛顿第二定律的理解、对牛顿第二定律的理解2）相对性）相对性：公式中的：公式中的a是相对地面的是相对地面的(或惯性系或惯性系的的)而不而不是相对运动状态发生变化的参考系的是相对运动状态发生变化的参考系的(或非惯性系的或非惯性系的)3）牛顿运动定律的牛顿运动定律的适应范围适应范围：宏观、低速运动宏观、低速运动物体物体1N=1kgm/s24、牛顿第二定律内容：、牛顿第二定律内容：5、1牛顿（牛顿（N）的规

4、定：）的规定：合外力合外力F合合的方向决定的方向决定人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件7 7、加速度的定义式与决定式、加速度的定义式与决定式：0tvvvatt定义式：定义式：它给出了它给出了测量物体的加速度测量物体的加速度的方法的方法，但加速度大小与速度，但加速度大小与速度v及其变及其变化化v均无因果关系均无因果关系 a方向方向与与v同向同向而与而与V方向无关方向无关FaM决定式：决定式：它揭示了力是物体产生加速度的它揭示了力是物体产生加速度的原因，也揭示了影响物体加速度的因素原因，也揭示了影响物体加速度的因素8、用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤

5、：、用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤：1）确定研究对象；）确定研究对象；2）进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图；）进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图；3）建立坐标系，即选取正方向，根据牛顿第二定律列方程；）建立坐标系，即选取正方向，根据牛顿第二定律列方程；4）统一已知量单位，代值求解；）统一已知量单位，代值求解；当物体受多个力作用时常用正交分解法处理，即将牛顿第二定律中的力、加速度均沿x轴或y轴分解，然后由 求解；在实际应用中常将力分解，而将加速度所在的方向选为x轴或y轴，有时也可分解加速度；特别注意各量的正负。xxyyFmaFma只能分解矢量只能分解矢量人教版高中物理牛

6、顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件前面我们已学过物体的前面我们已学过物体的运动情况运动情况只由其只由其初速度初速度与与加速度加速度共同决定共同决定：当：当a、v同向同向加速直线运动；加速直线运动；当当a、v反反向向减速直线运动减速直线运动、a（F合合）同同向向作作加速加速直线直线运运动即动即V增大增大a增大增大a减小减小a不变不变、a（F合合）反反向向作作减速减速直线直线运运动即动即V减小减小a增大增大a减小减小a不变不变加速度加速度a方向由合力方向由合力F方向决定且相同方向决定且相同速度增加越来越快速度增加越来越快速度增加越来越慢速度增加越来越慢速度均匀增加速度

7、均匀增加速度减小越来越快速度减小越来越快速度减小越来越慢速度减小越来越慢速度均匀减小速度均匀减小物体运动情况的分析物体运动情况的分析人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件例例1：质量为：质量为8 103千克的汽车，在水平的公路上沿直线千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为行驶，汽车的牵引力为1.45 104牛，所受阻力为牛，所受阻力为2.5 103牛求：汽车前进时的加速度牛求：汽车前进时的加速度解题步骤：解题步骤：研究对象：研究对象：汽车汽车.受力分析受力分析建立坐标系建立坐标系由由F合合ma列方程列方程解得：解得：a.GNFfa=1.5

8、 m/s2 a例例2：“课本课本P75例例1”例例3：教材：教材P76“例例2”方法一：作图法方法一：作图法右图示右图示方法二：正交分解方法二：正交分解法法见教材见教材P76示示1FF2F人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件练习练习.一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小可能为：A.1m/s2 B.2m/s2 C.3m/s2 D.4m/s2练习：质量为练习：质量为2kg2kg的物体，受到大小分别为的物体，受到大小分别为2N2N、3N3N、4N4N的三个共点力的作用，则物体

9、的加速度大小可能是的三个共点力的作用，则物体的加速度大小可能是()()A.0 B.2m/sA.0 B.2m/s2 2 C.4m/s C.4m/s2 2 D.5m/s D.5m/s2 2ABCBCD若只将三力大小改为若只将三力大小改为2N、3N、7N，则物体的加速度，则物体的加速度大小可能是？大小可能是？BCD人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件随堂练习：随堂练习：1.从牛顿第二定律公式从牛顿第二定律公式m=F/a可得，对某一物体来可得，对某一物体来 说，它的质量说，它的质量 （）A.与外力成正比与外力成正比 B.与合外力成正比与合外力成正比 C.与加

10、速度成反比与加速度成反比 D.与合外力以及加速度都无关与合外力以及加速度都无关D 2.当作用在物体上的合外力不等于零时（当作用在物体上的合外力不等于零时（）A.物体的速度将一定越来越大物体的速度将一定越来越大 B.物体的速度将一定越来越小物体的速度将一定越来越小 C.物体的速度将有可能不变物体的速度将有可能不变 D.物体的速度将一定改变物体的速度将一定改变D人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件3.3.关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是是()A A做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是

11、恒定不变的做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B B做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上三者总是在同一方向上C C物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快D D物体所受合外力为零时，一定处于静止状态物体所受合外力为零时，一定处于静止状态A例例3：教材：教材P76“例例2”方法一：作图法方法一：作图法右图示右图示方法二：正交分解方法二：正交分解法法见教材见教材P76示示q q1FF2F人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PP

12、T优秀课件例例2、如图所示，质量为如图所示，质量为4kg的物体与水平地面的物体与水平地面的动摩擦因数为的动摩擦因数为=0.20。现对它施加一向右与。现对它施加一向右与水平方向成水平方向成37、大小为、大小为20N的拉力的拉力F，使之向，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度大小。右做匀加速运动，求物体运动的加速度大小。）37F解：对物体受力分析解：对物体受力分析mgNfFxFyyx又又 f=N所以所以代入数据联立得代入数据联立得a=2.6m/s2Fx合=FxfmaFy合=Fy+N mg=0 x方向：方向：y方向：方向：a人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT

13、优秀课件练习：练习：如图，位于水平地面上质量为如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小的木块，在大小为，方向与水平方向成为，方向与水平方向成 角的拉力作用下，沿地面作角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为，求：木块的加速度求：木块的加速度解：以木块为对象并对木块受力分析如图解：以木块为对象并对木块受力分析如图建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系XY由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：解得：mFmgFasincosGNfxyvNfmafFcosFx=GFN+=0sinFy=人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高

14、中物理牛顿第二定律PPT优秀课件例例4：如右图所示，沿水平方向做匀变如右图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向偏离竖直方向37角，球和车厢相对静角，球和车厢相对静止，球的质量为止，球的质量为1 kg.(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；运动情况；(2)求悬线对球的拉力求悬线对球的拉力GFF合q(1)7.5 m/s2方向水平向右车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动(2)12.5 N人教版高中物理牛顿第

15、二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件(1)7.5 m/s2方向水方向水平向右车厢可能水平向右车厢可能水平向右做匀加速直线平向右做匀加速直线运动，也可能水平向运动，也可能水平向左做匀减速直线运动左做匀减速直线运动(2)12.5 N人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件【答案】(1)7.5 m/s2方向水平向右车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动(2)12.5 N【解析】(1)(1)车厢的加速度与小球的相同，由球的受力分析知：车厢的加速度与小球的相同，由球的受力分析知：mgtan 37=ma,所以a=gt

16、an 37加速度方向向右车厢加速度方向向右车厢向右匀加速或向左匀减速运动向右匀加速或向左匀减速运动(2)(2)线对球的拉力大小为线对球的拉力大小为：237.5/4agm s故012.5cos37mgFN人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件例例5、如右图所示，小车上固定一如右图所示，小车上固定一弯折硬杆弯折硬杆ABC，杆，杆C端固定一质量为端固定一质量为m的小球已知的小球已知ABC.当小车以当小车以加速度加速度a向左做匀加速直线运动时，向左做匀加速直线运动时，杆杆C端对小球的作用力大小为多少？端对小球的作用力大小为多少？2222Fmgmam ga+ta

17、nag注意：杆既可产生拉力又可产生支持力，故杆上的弹力不一定沿杆的方向注意：杆既可产生拉力又可产生支持力，故杆上的弹力不一定沿杆的方向人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件【正解】本题考查杆的弹力和牛顿第二定律知识硬杆的弹力方向不同于软绳，即杆的弹力方向不一定沿杆的方向正确解题过程为：以小球作为研究对象，它受重力mg和杆C端作用力F作用，而沿水平方向做加速度为a的匀加速直线运动注意到力F与竖直线夹角不一定等于，因F和mg的合力使小球产生水平向左的加速度，受力分析如右上图所示，故Fm .【错因分析】错解1和错解2错误的本质都在于认为杆的弹力一定沿杆的方向

18、人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件 练习.某静止物体受一对平衡力作用，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向保持，另一个力保持不变，试分析在此过程中，该物体的加速度和速度变化情况如何？练习.把一个质量为0.5kg的物体挂在弹簧秤下，在电梯中看到弹簧秤的示数为3N，g取10 m/s2，则可知电梯的运动情况可能是()A.以4m/s2的加速度加速上升 B.以4m/s2的加速度减速上升 C.以4m/s2的加速度加速下降 D.以4m/s2的加速度减速下降BC人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件3、.

19、如右图所示，电梯与水平面夹角为30，当电梯加速向上运动时，梯面对人的支持力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？【解析】本题分解加速度比分解力更显方便对人进行受力分析：重力mg、支持力N、摩擦力f(摩擦力的方向一定与接触面平行，由加速度的方向可推知f水平向右)建立直角坐标系：取水平向右(即f方向)为x轴正向，此时只需分解加速度，其中axacos 30，ayasin 30(如下图所示)建立方程并求解：x方向：fmacos 30y方向：Nmgmasin 30所以f/(mg)53人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件【例例5 5】风洞实验中

20、可产生水平方向、大小可调节的风风洞实验中可产生水平方向、大小可调节的风力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径力现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，如图略大于细杆直径，如图3-2-53-2-5所示所示.(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍.求小球与杆间的动摩擦因数 (2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少?(sin37=0.6,cos37=0.8)人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PP

21、T优秀课件【解析】本题主要考查应用牛顿运动定律解决实际问题的能力题中将套有小球的细直杆放在我们比较陌生的风洞实验里，题目比较新颖，同时也考查了学生理解能力及灵活应用知识的能力 (1)设小球所受的风力为F，小球质量为m.小球在杆上匀速运动时，F=mg，得=F/mg=0.5mg/mg=0.5.(2)设杆对小球的支持力为N，摩擦力为f，小球受力情况如图3-2-6所示，将F、mg沿杆方向和垂直杆方向正交分解，根据牛顿第二定律得Fcosq+mgsinq-f=ma，N+Fsinq=mgcosq,f=N，由可解得a=(Fcosq+mgsinq-f)/m=3/4g.又s=(1/2)at2，gsast382人教

22、版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件 如右图所示，自由下落的小球下落如右图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的合力、加速度、速度的变化情况怎样？的合力、加速度、速度的变化情况怎样？【解析】小球接触弹簧时受两个力作用：向下的重力和向上的弹力(其中重力为恒力)向下压缩过程可分为：两个过程和一个临界点具体分析如下：过程一：人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件【答案】小球向下压弹簧至压缩

23、到最短的过程中，F合方向先向下后向上，大小先变小后变大；a方向先向下后向上，大小先变小后变大；v方向始终向下，大小先变大后变小人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件 (2010年高考全国卷年高考全国卷)如图，轻弹簧上端与一质如图，轻弹簧上端与一质量为量为m的木块的木块1相连，下端与另一质量为相连，下端与另一质量为M的木块的木块2相连，相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块木块1、2的加速度大小分别为

24、的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小重力加速度大小为为g.则有则有()人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件【思路点拨】【思路点拨】抽出木板的瞬间，弹簧的弹力未变，抽出木板的瞬间，弹簧的弹力未变，然后根据此时刻木块然后根据此时刻木块1、2受力情况求加速度受力情况求加速度【方法总结】【方法总结】瞬时加速度问题的两种基本模型：瞬时加速度问题的两种基本模型：(1)刚性绳刚性绳(或接触面或接触面)是一种不发生明显形变就能产生弹是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断力的物体，若剪断(或脱离或脱离)后，其中弹力立即消失，不需后，其中弹力立即消失，不

25、需要形变恢复时间，即线的拉力可突变要形变恢复时间，即线的拉力可突变一般题目中所给一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件(2)弹簧弹簧(或橡皮绳或橡皮绳)的特点是形变量大，形变恢复需要较的特点是形变量大，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，但当弹簧的一端不与有质量不变，即弹力不能突变，但当弹簧的一端不与有质量的物体连接时，轻弹簧的形变也不需要时间，弹力可的物体

26、连接时，轻弹簧的形变也不需要时间，弹力可以突变以突变 变式训练变式训练4(2011年河北秦皇岛市质检年河北秦皇岛市质检)一轻弹簧上端一轻弹簧上端固定，下端挂一物块甲，甲和乙用一细线相连，如图固定，下端挂一物块甲，甲和乙用一细线相连，如图436所示，甲的质量为所示，甲的质量为2m，乙的质量为，乙的质量为m，两者均，两者均处于静止状态处于静止状态当甲、乙之间的细线被剪断的瞬间，当甲、乙之间的细线被剪断的瞬间，甲、乙的加速度大小记作甲、乙的加速度大小记作a甲甲、a乙乙，那么，那么()人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课

27、件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件 在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型全面准确地理解它们的特点，可帮助我见的力学模型全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题们灵活正确地分析问题(1)这些模型的共同点：都是质量可忽略的理想化模型，这些模型的共同点：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关且与运动状态无关(2)这些模型的不同点：这些模

28、型的不同点：轻绳：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力轻绳：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变所受拉力多大，长度不变(只要不被拉断只要不被拉断)；绳子的弹力；绳子的弹力可以发生突变可以发生突变瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆；认为杆既不可伸长，也不可缩短，杆向不一定沿着杆；认为杆既不可伸长，也不可缩短，杆的弹力也可以发生突变的弹力也可以发生

29、突变人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件轻弹簧：既能承受拉力，也可承受压力，力的方轻弹簧：既能承受拉力，也可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线，受力后发生较大形变，弹簧的长向沿弹簧的轴线，受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变变橡皮条：只能受拉力，不能承受压力；其长度只橡皮条：只能受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变皮条的弹力同样不能突变人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件人教版高中物理牛顿第二定律PPT优秀课件