人教版物理必修一第四章第三節(jié)牛頓第二定律ppt課件

1、(1643-1727)牛頓牛頓問(wèn)題一:上節(jié)課同學(xué)們已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，你能說(shuō)說(shuō)我們采用什么探究方法嗎？控制變量法控制變量法問(wèn)題二：請(qǐng)同學(xué)們回憶并畫(huà)出m一定時(shí)a與F 的數(shù)量關(guān)系圖像和F一定時(shí)，a 與 的數(shù)量關(guān)系圖像 m m1 1Fa01/ma0aF加速度與力的關(guān)系加速度與力的關(guān)系am1加速度與質(zhì)量的關(guān)系加速度與質(zhì)量的關(guān)系 問(wèn)題三：能根據(jù)圖像從函數(shù)角度分析物體問(wèn)題三：能根據(jù)圖像從函數(shù)角度分析物體加速度的大小與它受到的作用力和跟它的加速度的大小與它受到的作用力和跟它的質(zhì)量成什么函數(shù)關(guān)系嗎，質(zhì)量成什么函數(shù)關(guān)系嗎，aF加速度與力的關(guān)系加速度與力的關(guān)系am1加速度與質(zhì)量的關(guān)系加

2、速度與質(zhì)量的關(guān)系a Fa m1練習(xí) （201920192525在在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中：實(shí)驗(yàn)中： （1 1為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持不為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持不變；為了直觀地判斷加速度與力的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作變；為了直觀地判斷加速度與力的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出圖象選填出圖象選填“ ”“ ”或或“ ”“ ”）. . （2 2為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持不變；為了直觀地判斷加速度與質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系，不變；為了直觀地判斷加速度與質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作圖象選填應(yīng)作圖象選填“ ”“ ”或或“ ”“ ”）. .aF1aFam1

3、am答案：質(zhì)量、答案：質(zhì)量、 力、力、 ；aF1am變式練習(xí) 【20192019鹽城模擬】在鹽城模擬】在“探究加速度與力、探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，有四位同學(xué)根據(jù)實(shí)質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，有四位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的四幅圖像，其中驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖所示的四幅圖像，其中不能說(shuō)明不能說(shuō)明“質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力成質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力成正比或正比或“合外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成合外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的是反比的是 【答案】BC1/mmFFaaaaCBAD一定：maF1一定：FamFamF maF ma物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)物體加速度的大小跟它受到的作用力

4、成正比、跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同牛頓第二定律牛頓第二定律F=kmaF=kma歸納：歸納：1N=1kg.m/s21N=1kg.m/s2牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=ma若規(guī)定若規(guī)定則則K=1問(wèn)題四：F=kma比例系數(shù)K的選取具有任意性，什么樣的情況下K可以取1？在牛頓第二定律公式在牛頓第二定律公式F Fkmakma中，有關(guān)比例常數(shù)中，有關(guān)比例常數(shù)k k的說(shuō)法正確的是：的說(shuō)法正確的是：A A、在任何情況下都等于、在任何情況下都等于1 1B B、k k值是由質(zhì)量、加速度和力的大小決定的值是由質(zhì)量、加速度和力的大

5、小決定的C C、k k值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的值是由質(zhì)量、加速度和力的單位決定的(C )練習(xí)練習(xí)牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的理解 從從F=ma可知：無(wú)論一個(gè)多小的力可知：無(wú)論一個(gè)多小的力F都可都可以使物體產(chǎn)生加速度以使物體產(chǎn)生加速度a，可是螞蟻用力卻，可是螞蟻用力卻推不動(dòng)放在水平地面上的一塊磚，這跟推不動(dòng)放在水平地面上的一塊磚，這跟牛頓第二定律有沒(méi)有矛盾？為什么？牛頓第二定律有沒(méi)有矛盾？為什么？思考與討論思考與討論牛頓第二定律進(jìn)一步的表述為：牛頓第二定律進(jìn)一步的表述為：物體的加速度的大小與合外力成物體的加速度的大小與合外力成正比正比. .與質(zhì)量成反比與質(zhì)量成反比. .加速度方向與

6、加速度方向與合外力方向相同合外力方向相同. .表達(dá)式：表達(dá)式：F F合合=ma=ma問(wèn)題五：如下圖，質(zhì)量如下圖，質(zhì)量M M，表面光滑的足夠長(zhǎng)的木，表面光滑的足夠長(zhǎng)的木板的在板的在F F的水平拉力作用下在光滑的水平的水平拉力作用下在光滑的水平面上向右運(yùn)動(dòng)現(xiàn)有質(zhì)量均為面上向右運(yùn)動(dòng)現(xiàn)有質(zhì)量均為m m的小鐵塊，的小鐵塊，將一鐵塊無(wú)初速地放在木板的最右端，將一鐵塊無(wú)初速地放在木板的最右端， 求求M M的加速度時(shí)的加速度時(shí)A A同學(xué)列式如下同學(xué)列式如下 B B同學(xué)列式如下同學(xué)列式如下你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)正確你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)正確MFa mMFa答案：A同學(xué)正確了解了解: :a =a =m mF(1)同體性同體性:

7、a 、F、m對(duì)應(yīng)于同一物體對(duì)應(yīng)于同一物體 牛頓第二定律內(nèi)容中前半句話牛頓第二定律內(nèi)容中前半句話的的“物體是指同一個(gè)物體嗎物體是指同一個(gè)物體嗎?mF 向右的水平力向右的水平力F F產(chǎn)生的加速度的方向向哪產(chǎn)生的加速度的方向向哪里？里？ 當(dāng)向右的水平力當(dāng)向右的水平力F F的改為向左時(shí)產(chǎn)生的的改為向左時(shí)產(chǎn)生的 加速度方向向哪里？加速度方向向哪里？ 質(zhì)量為質(zhì)量為m m的物體置于光滑水平面上的物體置于光滑水平面上思考與討論思考與討論了解了解: :a =a =m mF牛頓第二定律內(nèi)容中后半句話：牛頓第二定律內(nèi)容中后半句話： 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。F和和a都是矢量都是

8、矢量, 牛頓第二定律牛頓第二定律F=ma是一個(gè)矢量式是一個(gè)矢量式, 它反映了加速度方向始終跟合力方向相同它反映了加速度方向始終跟合力方向相同. (2)矢量性矢量性:a與與F 的方向總是相同的方向總是相同 如圖如圖434所示，沿水平所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂中，懸掛方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車(chē)廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向小球的懸線偏離豎直方向37角，球和角，球和車(chē)廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為車(chē)廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1 kg。(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) 求車(chē)廂運(yùn)動(dòng)的加速度方向求車(chē)廂運(yùn)動(dòng)的加速度方向 圖圖434例例 題題 1 1a =a =m mF矢量性矢

9、量性練習(xí) 在平直的高速公路上，一輛汽車(chē)正以在平直的高速公路上，一輛汽車(chē)正以32m/s的速度勻速行駛，因前方出現(xiàn)事故，司機(jī)的速度勻速行駛，因前方出現(xiàn)事故，司機(jī)立即剎車(chē)，直到汽車(chē)停下，已知汽車(chē)的質(zhì)立即剎車(chē)，直到汽車(chē)停下，已知汽車(chē)的質(zhì)量為量為1.5103kg，剎車(chē)時(shí)汽車(chē)所受的阻力，剎車(chē)時(shí)汽車(chē)所受的阻力為為1.2104N，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。求：，方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。求： （1剎車(chē)時(shí)汽車(chē)的加速度大小和方向；剎車(chē)時(shí)汽車(chē)的加速度大小和方向；（18m/s2 方向與運(yùn)動(dòng)方方向與運(yùn)動(dòng)方向相反向相反 vFf如果水平面不光滑，物體水平向右加速運(yùn)動(dòng)如果水平面不光滑，物體水平向右加速運(yùn)動(dòng) 水平方向受到哪些力？水平方向受

10、到哪些力？ 這些力會(huì)產(chǎn)生加速度嗎？這些力會(huì)產(chǎn)生加速度嗎？ 物體的加速度呢？物體的加速度呢？ 物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，分力物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，分力產(chǎn)生分加速度，合力產(chǎn)生合加速度。產(chǎn)生分加速度，合力產(chǎn)生合加速度。獨(dú)立性獨(dú)立性a =a =m mF例題二 如圖如圖3 3所示，站在自動(dòng)扶梯上的人隨扶梯斜所示，站在自動(dòng)扶梯上的人隨扶梯斜向上作加速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于人受到的力，以向上作加速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于人受到的力，以 下說(shuō)法正確的是（下說(shuō)法正確的是（ ）A A摩擦力為零摩擦力為零 B B摩擦力方向水平向左摩擦力方向水平向左 C C支持力等于重力支持力等于重力 D D支持力大于重力支持力大于重力圖3變式訓(xùn)練 （20192

11、019上海如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊上海如圖，光滑斜面固定于水平面，滑塊A A、B B疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對(duì)靜止，A A上上表面水平。則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，表面水平。則在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，B B受力的示意圖為受力的示意圖為 FN FN FN FN B A Ff Ff Ff Ff G G G G （A） （B） （C） （D） 【答案】A了解了解: :a =a =m mFFA光滑水平面光滑水平面物體受到拉力物體受到拉力F之前靜止之前靜止 物體受到拉力物體受到拉力F之后做什么運(yùn)動(dòng)之后做什么運(yùn)動(dòng)? 撤去拉力撤去拉力F后，物體做什么運(yùn)動(dòng)后，物體做什么運(yùn)

12、動(dòng)? F增大、減小時(shí)，增大、減小時(shí)，a怎樣怎樣?物體的加速度隨合力的變化而變化物體的加速度隨合力的變化而變化, , 存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系存在瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系. .(3) 瞬時(shí)性同時(shí)性）瞬時(shí)性同時(shí)性）: a與與F是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系a與與F總是同生同滅同變化總是同生同滅同變化例題三 （重慶市（重慶市20192019屆直屬重點(diǎn)中學(xué)第屆直屬重點(diǎn)中學(xué)第2 2次聯(lián)考下述力、次聯(lián)考下述力、加速度、速度三者的關(guān)系中，正確的選項(xiàng)是加速度、速度三者的關(guān)系中，正確的選項(xiàng)是 ( ( ) ) A.A.合外力發(fā)生改變的一瞬間，物體的加速度立即合外力發(fā)生改變的一瞬間，物體的加速度立即發(fā)生改變發(fā)生改變. . B.B.合

13、外力一旦變小，物體的速度一定也立即變小合外力一旦變小，物體的速度一定也立即變小. . C.C.合外力逐漸變小，物體的速度可能變小，也可合外力逐漸變小，物體的速度可能變小，也可能變大能變大. . D.D.多個(gè)力作用在物體上，只改變其中一個(gè)力，則多個(gè)力作用在物體上，只改變其中一個(gè)力，則物體的加速度一定改變物體的加速度一定改變. .ACDACD(2019(2019龍巖模擬龍巖模擬) )設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒(méi)有摩擦力的環(huán)境，設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒(méi)有摩擦力的環(huán)境，用一個(gè)人的力量去推一萬(wàn)噸巨輪，則從理論上可以說(shuō)用一個(gè)人的力量去推一萬(wàn)噸巨輪，則從理論上可以說(shuō)( () )A A巨輪慣性太大，所以完全無(wú)法推動(dòng)巨輪慣

14、性太大，所以完全無(wú)法推動(dòng)B B一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個(gè)加速度一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個(gè)加速度C C由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的加速度段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的加速度D D由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的速度段時(shí)間后才會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的速度答案：答案：BD練習(xí)練習(xí)下列說(shuō)法正確的是：下列說(shuō)法正確的是：A.A.物體的運(yùn)動(dòng)方向一定跟合外力的方向相同物體的運(yùn)動(dòng)方向一定跟合外力的方向相同B .B .物體的加速度方向一定跟合外力的

15、方向相物體的加速度方向一定跟合外力的方向相同同C. C. 物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小D.D.物體合外力減小時(shí)，速度一定減小物體合外力減小時(shí)，速度一定減小E.E.受恒力作用的物體加速度大小一定不變受恒力作用的物體加速度大小一定不變思考與討論 （2019 2019 江蘇江蘇4 4將一只皮球豎直向上拋將一只皮球豎直向上拋出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速出，皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比，下列描繪皮球在上升過(guò)度的大小成正比，下列描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小程中加速度大小a a與時(shí)間與時(shí)間t t關(guān)系圖象，可能關(guān)系圖象，可能正確的是正確的是【答案

16、】C例例3 3某質(zhì)量為某質(zhì)量為1000kg1000kg的汽車(chē)在平直路面上試的汽車(chē)在平直路面上試車(chē)，當(dāng)達(dá)到車(chē)，當(dāng)達(dá)到30m/s30m/s的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)過(guò)60s60s停下來(lái)，停下來(lái)，(1)(1)汽車(chē)受到的阻力是多大？汽車(chē)受到的阻力是多大？(2)(2)重新起步加速時(shí)牽引力為重新起步加速時(shí)牽引力為2000N2000N，求汽車(chē)，求汽車(chē)的加速度？假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力的加速度？假定試車(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變。不變。解：解： （1 1沿汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向建立坐標(biāo)軸，關(guān)閉發(fā)動(dòng)沿汽車(chē)運(yùn)動(dòng)方向建立坐標(biāo)軸，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度是機(jī)后汽車(chē)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度是

17、v0=30m/sv0=30m/s，末速度是末速度是v=0v=0，滑行時(shí)間，滑行時(shí)間t=60st=60s，因此加速度為，因此加速度為據(jù)牛頓第二定律得，汽據(jù)牛頓第二定律得，汽車(chē)受到的阻力為車(chē)受到的阻力為 負(fù)號(hào)表示阻力的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，負(fù)號(hào)表示阻力的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即與速度的方向相反。即與速度的方向相反。201/5 . 060/300vsmssmtva201/5 . 060/300vsmssmtvaN500)(-0.5m/s1000kg21maFF合阻N500)(-0.5m/s1000kg21maFF合阻FNmgF阻阻x（2在重新起步后，汽車(chē)還受到牽引力在重新起步后，汽車(chē)還受到牽引力

18、 由牛頓第二定律可得汽車(chē)的加速度由牛頓第二定律可得汽車(chē)的加速度 在重新啟動(dòng)后，加速度的方向與坐標(biāo)軸的方向在重新啟動(dòng)后，加速度的方向與坐標(biāo)軸的方向相同，即與速度的方向相同相同，即與速度的方向相同N1500N500N2000 阻阻合合FFF22m/s5 .1kg1000N1500 mFa合合FNmgF阻阻Fx小小 結(jié)結(jié)明明 確確 研研 究究 對(duì)對(duì) 象象受力情況受力情況運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況受力分析受力分析畫(huà)力的示意圖畫(huà)力的示意圖加速度加速度運(yùn)動(dòng)分析運(yùn)動(dòng)分析畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖牛頓定律應(yīng)用的一般思路牛頓定律應(yīng)用的一般思路(4)獨(dú)立性獨(dú)立性:每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體 產(chǎn)生一個(gè)加速度產(chǎn)生一個(gè)加速度(2)矢量性矢量性:a與與F 的方向總是相同的方向總是相同(3)同時(shí)瞬時(shí)性同時(shí)瞬時(shí)性:a與與F總是同生同滅同變化總是同生同滅同變化(5)因果性因果性:m是內(nèi)因、是內(nèi)因、 F是外因是外因; a由由F、m共同決定共同決定 (6)相對(duì)性相對(duì)性:慣性參照系慣性參照系 (地面系地面系)