人教版高中物理《牛顿第二定律》1课件.ppt

1、牛顿第二定律a a FFmama 正比于正比于a a m m1 1a a m mFF=kmama k 为比例系数为比例系数我们能否想个办法把我们能否想个办法把k 消掉消掉?定义定义:使质量是使质量是1千克千克的物体产生的物体产生1米米/秒秒2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1牛顿牛顿。即：。即：1牛牛=1千克千克米米/秒秒2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成Fma Fkmama 一、力的单位一、力的单位1、在牛顿第二定律在牛顿第二定律F=kma中，有关比中，有关比例系数例系数k的下列说法，正确的是

2、的下列说法，正确的是()、在任何情况下、在任何情况下k都等于；都等于；、k的数值是由质量、加速度和力的的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；大小决定的；、k的数值是由质量、加速度和力的的数值是由质量、加速度和力的单位决定的；单位决定的；、在国际单位制中，、在国际单位制中，k=1CD人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1牛顿第二定律牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它受到的作物体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，加用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。速度的方向跟作用力的方向相同。Fma数学表达式数学表达式 二、牛

3、顿第二定律二、牛顿第二定律人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1蚂蚁的困惑Fma 中的中的 F 指的是指的是物体所受的合力物体所受的合力人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1力和运动的关系力和运动的关系F合合一定一定a一定一定匀变速运动匀变速运动例：自由落体例：自由落体F合合变化变化a变化变化非匀变速运动非匀变速运动F合合=0a=0 静止或匀速运动平衡状态平衡状态人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1理解理解:a a=m mF(1)同体性同体性:a、F、m对应于同一物体对应于同一物

4、体 牛顿第二定律内容中前半句话牛顿第二定律内容中前半句话的的“物体物体”是指同一个物体吗是指同一个物体吗?人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1理解理解:a a=m mF牛顿第二定律内容中后半句话：牛顿第二定律内容中后半句话：加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度的方向跟作用力的方向相同。FA光滑水平面光滑水平面F和和a都是矢量都是矢量,牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma是一个矢量式是一个矢量式,它反映了它反映了加速度方向始终跟合力方向相同加速度方向始终跟合力方向相同,而而速度方向与合力方向无必然联系速度方向与合力方向无必然联系(2)矢量性矢量性:a与与F

5、的方向的方向总是总是相同相同人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1理解理解:a a=m mFFA光滑水平面光滑水平面物体受到拉力物体受到拉力F之前静止之前静止 物体受到拉力物体受到拉力F之后做什么运动之后做什么运动?撤去拉力撤去拉力F后，物体做什么运动后，物体做什么运动?F增大、减小时，增大、减小时，a怎样怎样?物体的加速度随合力的变化而变化物体的加速度随合力的变化而变化,存在瞬时对应的关系存在瞬时对应的关系.(3)同时同时（瞬时）瞬时）性性:a与与F是瞬时对应关系是瞬时对应关系a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化人教版高中物理牛顿第二定律PPT下

6、载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1理解理解:a a=m mFFA光滑水平面光滑水平面物体还受哪几个力物体还受哪几个力?GNG与与N分别产生加速度吗分别产生加速度吗?作用在物体上的每个力都将独立产生各自的作用在物体上的每个力都将独立产生各自的加速度，与物体是否受其他力无关。加速度，与物体是否受其他力无关。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。(4)独立性独立性:每个力各自独立地每个力各自独立地能使物体产生一个加速度能使物体产生一个加速度人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1(4)独立性独立性:每个力各自独立地使物体每

7、个力各自独立地使物体 产生一个加速度产生一个加速度(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向的方向总是总是相同相同(3)同时（瞬时）性同时（瞬时）性:a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化(5)因果性因果性:m是内因、是内因、F是外因是外因;a由由F、m共同决定共同决定(6)相对性相对性:惯性参照系惯性参照系(地面系地面系)(7)统一性统一性:统一用国际制的单位统一用国际制的单位a a=m mF(1)同体性同体性:F、m、a对应于同一物体对应于同一物体 理解理解:人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1关于牛顿第二定律的应用：关于牛顿第二定律的应用：思路和步

8、骤：思路和步骤：1 1：确定对象；：确定对象；2 2：分析研究对象受力情况；：分析研究对象受力情况；3 3：考虑研究对象运动的状态变化情况、即：考虑研究对象运动的状态变化情况、即 有无加速度；有无加速度；4 4：规定正方向或建立坐标系，列方程求解。：规定正方向或建立坐标系，列方程求解。人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1汽车重新加速时的受力情况某质量为某质量为1100kg的汽车在平直路面试车的汽车在平直路面试车,当达到当达到100km/h的速度时关闭发动机的速度时关闭发动机,经过经过70s停下来停下来,汽汽车受到的阻力是多大车受到的阻力是多大?重新起步加

9、速时牵引力为重新起步加速时牵引力为2000N,产生的加速度应为多大产生的加速度应为多大?假定试车过程中假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车受到的阻力不变。汽车减速时受力情况GNffFNG人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1(1)汽车汽车在在减速过程减速过程:Vo=100kmh27.8 ms，V=0，t=70s根据根据 a(v-vo)/t 得得:加速度为加速度为a1 0.397 ms2,方向向后方向向后.根据根据牛顿第二定律得牛顿第二定律得:受到的阻力受到的阻力 fma1437N,方向向后方向向后.解解：(2)汽车汽车重新启动重新启动时时:牵引力为牵引力

10、为F=2 000N，根据根据牛顿第二定律得牛顿第二定律得:加速度为加速度为 a2=(F f)/m1.42 ms2 方向向前方向向前.人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1正交分解法平行四边形法一个物体，质量是一个物体，质量是2，受到互成，受到互成120o角的两角的两个力个力F1和和F2的作用的作用,此外没有其他的力此外没有其他的力.这两个这两个力的大小都是力的大小都是10N，这个物体产生的，这个物体产生的加速度加速度是多大是多大?F1F20 0Fxy0 0F1F2有没有其他方法？0 0F1F2a a2 2a a1 1a a分析分析:求求合合力力的的方方法法

11、600600600600人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载11、确定、确定研究对象研究对象2、分析、分析受力、运动情况受力、运动情况，画出受力分析图画出受力分析图3、求、求合力合力4、选正方向，根据、选正方向，根据牛顿运动定律牛顿运动定律和和运动学运动学公式公式建立方程并求解建立方程并求解注意注意:各量各量统一统一用国际单位制的用国际单位制的单位单位.人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1 应用牛顿第二定律解题的常用方法 1.矢量合成法 如果

12、物体只受两个力的作用时,应用力的平行四边形定则求这两个力的合力比较容易,再由牛顿第二定律可求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合外力的方向.反之,若知道加速度的方向也就知道了合外力的方向,同样可应用平行四边形定则求物体的合力.2.正交分解法 当物体受多个力的作用,并且这些力不在同一直线上时,常用正交分解法求物体的合外力,再利用牛顿第二定律求加速度.在实际应用时常将受力分解,通常将x轴(或y轴)设为加速度所在的方向,y轴(或x轴)设为垂直于加速度的方向.当然有时分解加速度比分解力更简单.人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载11、求合力的两种

13、方法：、求合力的两种方法：力的平行四边形法力的平行四边形法 力的正交分解法力的正交分解法正交分解表达正交分解表达F合合X=max F F合合Y Y=mamaY Y2、牛顿第二定律、牛顿第二定律 在某一方向上的应用在某一方向上的应用人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1三、动力学的两类基本问题三、动力学的两类基本问题 1 1已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况 处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根处理方法：已知物体的受

14、力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情况移和速度也就是确定了物体的运动情况 人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载12 2已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况 处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛

15、顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况推断物体受力情况人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1“已知受力求运动已知受力求运动”解题思路：解题思路：aF=ma 分析受力分析受力分析运动分析运动运动学公式运动学公式人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1“已知运动求受力已知运动求受力”解题思路：解题思路：运动运动aF=ma分析运动分析运动分析分析受力受力运动学公式运动学公式力力人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1两类

16、问题：已知物体受力的情况，确定物体运动情况。已知物体的运动情况，确定物体受力情况。牛顿运动定律的应用人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1内容及公式内容及公式:a=F/m应用应用定义定义:1牛牛=1千克千克米米/秒秒2牛顿第二定律牛顿第二定律理解理解:同体性同体性 矢量性矢量性同时性同时性 独立性独立性 因果性因果性 相对性相对性 统一性统一性人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1四、必会的几个问题四、必会的几个问题1、平面上的问题、平面上的问题2、斜面的上的问题、斜面的上的问题3、竖直方向的问题、竖直方向的问题人教版

17、高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1必会的几个问题必会的几个问题平面上的问题平面上的问题1、光滑平面、光滑平面a=0，匀速直线，匀速直线FacosFmacosFam匀变速直线运动匀变速直线运动人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1必会的几个问题必会的几个问题平面上的问题平面上的问题2、粗糙平面、粗糙平面vGfNF=f=mgmg=maa=g g物体做匀减速运动物体做匀减速运动人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1必会的几个问题必会的几个问题平面上的问题平面上的问题1、粗糙平面、粗糙平面F

18、fGxyNcosxFfma轴：y轴：N+Fsin=mgfN辅助：cos(sin)FmgFam匀变速直线运动匀变速直线运动人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1四、必会的几个问题四、必会的几个问题1、平面上的问题、平面上的问题2、斜面的上的问题、斜面的上的问题3、竖直方向的问题、竖直方向的问题人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1必会的几个问题必会的几个问题斜面的上的问题斜面的上的问题1、光滑斜面、光滑斜面 物体沿物体沿斜面向下滑斜面向下滑物体沿物体沿斜面向上滑斜面向上滑sinagsinag结论：物体向下时结论：物体向下

19、时做匀加速直线运动做匀加速直线运动 物体向上时物体向上时做匀减速直线运动做匀减速直线运动方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载12、粗糙斜面（摩擦系数为、粗糙斜面（摩擦系数为），不加外力，不加外力 物体沿物体沿斜面向下滑斜面向下滑物体沿物体沿斜面向上滑斜面向上滑sincosagg方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下sincosagg结论：物体向下运动时结论：物体向下运动时做匀加速直线运动做匀加速直线运动 物体向上运动时物体向上运动时做匀减速直线运动做匀减速直线运动具有向上的初速度具有向上的初速度方向

20、：沿斜面向下方向：沿斜面向下人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载13、斜面，加外力、斜面，加外力 FFxyxysinxFfmgma轴：y轴：N=mgcosfN辅 助：cossinxFfmgma轴：y轴：Fsinmgcos=NfN辅助：人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1四、四、必会的几个问题必会的几个问题1、平面上的问题、平面上的问题2、斜面的上的问题、斜面的上的问题3、竖直方向的问题、竖直方向的问题人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1 必会的几个问题必会的几个问题竖直方向的问

21、题竖直方向的问题1、无空气阻力、无空气阻力GG特点：只受重力特点：只受重力a=g,方向竖直向下方向竖直向下从初速度从初速度角度可分角度可分自由落自由落体运动体运动竖直上竖直上抛运动抛运动 以向上方向为正方向，竖直向上以向上方向为正方向，竖直向上抛运动是一个加速度为抛运动是一个加速度为-g的匀减速的匀减速直线运动。直线运动。gtvvt02021gttvx人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1 必会的几个问题必会的几个问题竖直方向的问题竖直方向的问题2、有空气阻力，且大小不变、有空气阻力，且大小不变特点：受重力特点：受重力 空气阻力，与速度方向相反空气阻力，与

22、速度方向相反物体向物体向上运动上运动物体向物体向下运动下运动GGF合合=mg+f=maF合合=mg-f=maa=g+f/ma=g-f/m方向向下方向向下方向向下方向向下人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失），绳的弹力瞬间消失）轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认

23、为弹簧的他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）力瞬间消失）人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1对对Gmg的理解的理解 重力加速度是由于地面附近的物体，受到重重力加速度是由于地面附近的物体，受到重力的作用而产生的，在同一地点，由于质量大的力的作用而产生的，在同一地点，由于质量大的物体受到的重力大，质量小的物体受到的重力小，物体受到的重力大，质量小的物体受到的重力小，所以物体在同一地点产生的重力加速度是一个固所以物体在同一地点产生的重力加速度是一个固定值。定值。人教版高中物理牛

24、顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1 光滑水面上，一物体质量为光滑水面上，一物体质量为1kg1kg，初速度为，初速度为0 0，从从0 0时刻开始受到一水平向右的拉力时刻开始受到一水平向右的拉力F F，F F随时间随时间变化图如下，要求作出速度时间图象。变化图如下，要求作出速度时间图象。t/sF/N01231234t(s)v(m/s)01231234人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1适用范围适用范围：1 1、定义式、定义式a=a=v/t,反映的是速度变化快慢的物理量反映的是速度变化快慢的物理量，速度变化量，速度变化量v v的大小由

25、加速度的大小由加速度a a和时间和时间t t决定。决定。2 2、由牛顿第二只定律可知、由牛顿第二只定律可知a=F/ma=F/m，加速度，加速度a a由物体所由物体所受合外力受合外力F F和质量和质量mm决定；决定；a a的定义式和决定式的定义式和决定式：1 1、牛顿第二只定律只适用于、牛顿第二只定律只适用于惯性参考系惯性参考系，惯性参考系，惯性参考系是指相对于地面静止或匀速的参考系；是指相对于地面静止或匀速的参考系；2 2、牛顿第二定律只适用于、牛顿第二定律只适用于宏观宏观（相对于分子、原子）（相对于分子、原子）、低速低速（远小于光速）运动的物体。（远小于光速）运动的物体。人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1人教版高中物理牛顿第二定律PPT下载1