2012高中物理 4.3牛頓第二定律課件 新人教版必修1

1、3．牛頓第二定律,一、牛頓第二定律1．內容：物體加速度的大小跟作用力成______．跟物體的質量成______．加速度的方向跟作用力的方向______．,2．關系式：F＝_____.式中F為物體所受的_____，k是__________．二、力的單位1．在國際單位制中力的單位是_____，符號為N.它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質量為1 kg的物體產生1 m/s2的加速度的力，叫做1 N，即1 N＝1_______.

2、2．比例系數(shù)k的意義(1)在F＝kma中，k的取值與所選單位制有關．(2)在國際單位制中k＝1，牛頓第二定律的數(shù)學表達式為：________，式中F、m、a的單位分別為___、____、______.,一、牛頓第一定律與牛頓第二定律的關系牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎．牛頓第一定律指出了力與運動的關系——力是改變物體運動狀態(tài)的原因，從而完善了力的內涵；而牛頓第二定律則進一步定量地給出了決定物體加速度的因素：在相同的外力作用下

3、，質量越大的物體加速度越小，說明物體的質量越大，運動狀態(tài)越難以改變，質量是慣性大小的量度．,【特別提醒】　牛頓第一定律不是牛頓第二定律中當合外力為零的特定條件下的一種特殊情形．,二、對牛頓第二定律的進一步理解1．因果性力是產生加速度的原因，反之不對，沒有力也就沒有加速度．2．矢量性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，a的方向均與F合方向相同，當F合方向變化時，a的方向同時變化．3．瞬時性牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受合

4、外力的瞬時對應關系，a為某一時刻的加速度，F(xiàn)為該時刻物體所受的合外力．,4．同一性有兩層意思：一是指加速度a相對同一慣性系(一般指地球)，二是指F＝ma中F、m、a必須對應同一物體或同一個系統(tǒng)．5．獨立性作用于物體上的每一個力各自產生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實際加速度則是每個力產生的加速度的矢量和，分力和加速度在各個方向上的分量關系也遵從牛頓第二定律，即：Fx＝max，F(xiàn)y＝may.,【特別提醒】　物體的加速度的方向與

5、物體所受的合外力是瞬時對應關系，即a與合力F方向總是相同，但速度v的方向不一定與合外力的方向相同．,關于牛頓第二定律，下列說法正確的是(　　)A．公式F＝ma中，各量的單位可以任意選取B．某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所受合外力，而與這之前或之后的受力無關C．公式F＝ma中，a實際上是作用于該物體上每一個力所產生的加速度的矢量和D．物體的運動方向一定與它所受合外力方向一致,解析：　F、m、a必須選取統(tǒng)一的國際單位，才可寫成

6、F＝ma的形式，否則比例系數(shù)k≠1，所以選項A錯誤；牛頓第二定律表述的是某一時刻合外力與加速度的對應關系，它既表明F合、m、a三者數(shù)值上的對應關系，同時也表明合外力的方向與加速度的方向是一致的，即矢量對應關系，而與速度方向不一定相同，所以選項B正確，選項D錯誤；由力的獨立作用原理知，作用在物體上的每個力都將各自產生一個加速度，與其他力的作用無關，物體的加速度是每個力所產生的加速度的矢量和，故選項C正確．答案：　BC,三、力、加速度和速

7、度、速度的變化量的關系,關于速度、加速度和合力之間的關系，下述說法正確的是(　　)A．做勻變速直線運動的物體，它所受合力是恒定不變的B．做勻變速直線運動的物體，它的速度、加速度、合力三者總是在同一方向上C．物體受到的合力增大時，物體的運動速度一定加快D．物體所受合力為零時，一定處于靜止狀態(tài),解析：　勻變速直線運動就是加速度恒定不變的直線運動，所以做勻變速直線運動的物體的合力是恒定不變的，選項A正確；做勻變速直線運動的物體，它的加

8、速度與合力的方向一定相同，但加速度與速度的方向就不一定相同了．加速度與速度的方向相同時做勻加速運動，加速度與速度的方向相反時做勻減速運動，B選項錯誤；物體所受的合力增大時，它的加速度一定增大，但速度不一定增大，選項C錯誤；物體所受合力為零時，加速度為零，但物體不一定處于靜止狀態(tài)，也可以處于勻速運動狀態(tài)，選項D錯誤．答案：　A,〔說一說〕質量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時加速度卻是一樣的，你怎樣解釋？,A．加速度越來越大

9、，速度越來越小B．加速度和速度都是先增大后減小C．速度是先增大后減小，加速度方向是先向下后向上D．速度是一直減小，加速度大小是先減小后增大,解析：　小球接觸彈簧時受兩個力作用：向下的重力和向上的彈力(其中重力為恒力)．向下壓縮過程可分為：兩個過程和一個臨界點．具體分析如下：過程一：,綜上所述：小球向下壓縮彈簧的過程中，F(xiàn)合的方向先向下后向上，大小先變小后變大；a的方向先向下后向上，大小先變小后變大；v的方向向下，大小先變大后變小

10、．答案：　C,解析：　物體從A到B的過程中，水平方向一直受到向左的滑動摩擦力Ff＝μmg，大小不變；還一直受到向右的彈簧的彈力，從某個值逐漸減小為0.開始時，彈力大于摩擦力，合力向右，物體向右加速，隨著彈力的減小，合力越來越??；到A、B間的某一位置時，彈力和摩擦力大小相等、方向相反，合力為0，速度達到最大；隨后，摩擦力大于彈力，合力增大但方向向左，合力方向與速度方向相反，物體開始做減速運動．所以，小物體由A到B的過程中，先做加速度減小

11、的加速運動，后做加速度增加的減速運動，正確選項為B、D.答案：　BD,答案：　(1)g(sin θ＋μcos θ)，方向沿斜面向下．(2)g(sin θ－μcos θ)，方向沿斜面向下,【反思總結】　應用牛頓第二定律解題的一般步驟及常用方法(1)一般步驟①確定研究對象．②進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖．③建立坐標系，或選取正方向，寫出已知量，根據(jù)定律列方程．④統(tǒng)一已知量單位，代值求解．⑤檢查所得結果是否符合

12、實際，舍去不合理的解．,(2)常用方法①矢量合成法：若物體只受兩個力作用時，應用平行四邊形定則求這兩個力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向．加速度的方向就是物體所受合外力的方向，反之，若知道加速度的方向也可應用平行四邊形定則求物體所受的合力．,答案：　(1)7.5 m/s2　方向水平向右　車廂可能水平向右做勻加速直線運動，也可能水平向左做勻減速直線運動　(2)12.5 N,答案：　B,解析：　設兩物體質量均為m，未加

13、F時，整體：kx1＝2mg①當木塊A下移4 cm，撤去F的瞬間，對A、B整體有：kx2－2mg＝2ma②對A有FBA－mg＝ma③聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)a＝20 m/s2，得FBA＝1.5 N.答案：　C,常見的輕繩、輕桿、輕彈簧物理模型在應用牛頓第二定律求解物體的瞬時加速度時， 經常會遇到輕繩、輕桿、輕彈簧和橡皮繩這些常見的力學模型．全面準確地理解它們的特點，可幫助我們靈活正確地分析問題．一、這些模型的共同點是都是質量可

14、忽略的理想化模型，都會發(fā)生形變而產生彈力，同一時刻內部彈力處處相等且與運動狀態(tài)無關．,二、這些模型的不同點1．輕繩：只能產生拉力，且方向一定沿著繩子背離受力物體，不能承受壓力；認為繩子不可伸長，即無論繩子所受拉力多大，長度不變(只要不被拉斷)；繩子的彈力可以發(fā)生突變——瞬時產生，瞬時改變、瞬時消失．2．輕桿：既能承受拉力，又能承受壓力，施力或受力方向不一定沿著桿；認為桿既不可伸長、也不可縮短，桿的彈力也可以發(fā)生突變．,3．輕彈簧：既

15、能承受拉力，又能承受壓力，力的方向沿彈簧的軸線；受力后發(fā)生較大形變，彈簧的長度既可變長，又可變短，遵循胡克定律；因形變量較大，產生形變或使形變消失都有一個過程，故彈簧的彈力不能突變，在極短時間內可認為彈力不變．4．橡皮繩：只能承受拉力，不能承受壓力；其長度只能變長，不能變短，同樣遵循胡克定律；因形變量較大，產生形變或使形變消失都有一個過程，故橡皮繩的彈力同樣不能突變．,答案：　(1)aA＝aB＝g，方向豎直向下(2)aA＝2g，方向

16、豎直向上；aB＝g，方向豎直向下,答案：　CD,2．靜止在光滑水平地面上的物體，受到一個水平拉力，當力剛開始作用的瞬間，正確的說法是(　　)A．物體同時獲得速度和加速度B．物體立即獲得加速度，但速度仍為零C．物體立即獲得速度，但加速度為零D．物體的速度和加速度均為零,解析：　由牛頓第二定律知：物體受到的合外力與加速度是瞬時對應關系，故物體立即獲得加速度，而速度變化量是加速度對時間的積累，剛獲得加速度瞬間，還沒有時間積累，所以速度

17、變化量為零，則物體速度為零，所以B正確．牛頓第二定律中物體受到的合外力與物體的加速度具有瞬時對應關系，即同存同失、同變化．答案：　B,答案：　C,解析：　豎直方向上，桿對小球的作用力的分力與重力平衡，即Fy＝mg，大小不變，水平方向上的分力Fx＝ma，大小逐漸增大．答案：　C,解析：　撤去恒力F后，物體在阻力作用下運動，由v－t圖象可知，1～3 s內物體的加速度為3 m/s2，由牛頓第二定律Ff＝ma可知，阻力Ff＝3 N；由圖象可

18、知在0～1 s內其加速度為6 m/s2，由牛頓第二定律F－Ff＝ma′，可求得F＝9 N，B、D正確．答案：　BD,6．水平面上有一質量為1 kg的木塊，在水平向右、大小為5 N的力作用下，由靜止開始運動．若木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2.(1)畫出木塊的受力示意圖；(2)求木塊運動的加速度；(3)求出木塊4 s內的位移．(g取10 m/s2),答案：　(1)如圖所示　(2)3 m/s2　(3)24 m,練規(guī)范、練技能、練速