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)牛頓牛頓問題一:上節(jié)課同學們已經(jīng)通過實驗探究了物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，你能說說我們采用什么探究方法嗎？控制變量法控制變量法問題二：請同學們回憶并畫出m一定時a與F 的數(shù)量關(guān)系圖像和F一定時，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 問題三：能根據(jù)圖像從函數(shù)角度分析物體問題三：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 （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)系實驗中：實驗中： （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 【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)系的實驗中，有四位同學根據(jù)實質(zhì)量關(guān)系的實驗中，有四位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的四幅圖像，其中驗數(shù)據(jù)作出了如圖所示的四幅圖像，其中不能說明不能說明“質(zhì)量一定時加速度與合外力成質(zhì)量一定時加速度與合外力成正比或正比或“合外力一定時加速度與質(zhì)量成合外力一定時加速度與質(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)學表達式：牛頓第二定律的數(shù)學表達式：F=ma若規(guī)定若規(guī)定則則K=1問題四：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的說法正確的是：的說法正確的是：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 )練習練習牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的理解 從從F=ma可知：無論一個多小的力可知：無論一個多小的力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放在水平地面上的一塊磚，這跟推不動放在水平地面上的一塊磚，這跟牛頓第二定律有沒有矛盾？為什么？牛頓第二定律有沒有矛盾？為什么？思考與討論思考與討論牛頓第二定律進一步的表述為：牛頓第二定律進一步的表述為：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. .表達式：表達式：F F合合=ma=ma問題五：如下圖，質(zhì)量如下圖，質(zhì)量M M，表面光滑的足夠長的木，表面光滑的足夠長的木板的在板的在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動現(xiàn)有質(zhì)量均為面上向右運動現(xiàn)有質(zhì)量均為m m的小鐵塊，的小鐵塊，將一鐵塊無初速地放在木板的最右端，將一鐵塊無初速地放在木板的最右端， 求求M M的加速度時的加速度時A A同學列式如下同學列式如下 B B同學列式如下同學列式如下你認為哪個同學正確你認為哪個同學正確MFa mMFa答案：A同學正確了解了解: :a =a =m mF(1)同體性同體性:

7、a 、F、m對應(yīng)于同一物體對應(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“物體是指同一個物體嗎物體是指同一個物體嗎?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？ 當向右的水平力當向右的水平力F F的改為向左時產(chǎn)生的的改為向左時產(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是一個矢量式是一個矢量式, 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動的車廂中，懸掛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小球的懸線偏離豎直方向37角，球和角，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1 kg。(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8) 求車廂運動的加速度方向求車廂運動的加速度方向 圖圖434例例 題題 1 1a =a =m mF矢量性矢

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

10、到哪些力？ 這些力會產(chǎn)生加速度嗎？這些力會產(chǎn)生加速度嗎？ 物體的加速度呢？物體的加速度呢？ 物體受到幾個力作用時，分力物體受到幾個力作用時，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。獨立性獨立性a =a =m mF例題二 如圖如圖3 3所示，站在自動扶梯上的人隨扶梯斜所示，站在自動扶梯上的人隨扶梯斜向上作加速運動，關(guān)于人受到的力，以向上作加速運動，關(guān)于人受到的力，以 下說法正確的是（下說法正確的是（ ）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，且始終保持相對靜止，疊放后一起沖上斜面，且始終保持相對靜止，A A上上表面水平。則在斜面上運動時，表面水平。則在斜面上運動時，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之后做什么運動之后做什么運動? 撤去拉力撤去拉力F后，物體做什么運動后，物體做什么運

12、動? F增大、減小時，增大、減小時，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, , 存在瞬時對應(yīng)的關(guān)系存在瞬時對應(yīng)的關(guān)系. .(3) 瞬時性同時性）瞬時性同時性）: a與與F是瞬時對應(yīng)關(guān)系是瞬時對應(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屆直屬重點中學第屆直屬重點中學第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，正確的選項是加速度、速度三者的關(guān)系中，正確的選項是 ( ( ) ) 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.多個力作用在物體上，只改變其中一個力，則多個力作用在物體上，只改變其中一個力，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)造一理想的沒有摩擦力的環(huán)境，設(shè)想能創(chuàng)造一理想的沒有摩擦力的環(huán)境，用一個人的力量去推一萬噸巨輪，則從理論上可以說用一個人的力量去推一萬噸巨輪，則從理論上可以說( () )A A巨輪慣性太大，所以完全無法推動巨輪慣

14、性太大，所以完全無法推動B B一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個加速度一旦施力于巨輪，巨輪立即產(chǎn)生一個加速度C C由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的加速度段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的加速度D D由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一由于巨輪慣性很大，施力于巨輪后，要經(jīng)過很長一段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的速度段時間后才會產(chǎn)生一個明顯的速度答案：答案：BD練習練習下列說法正確的是：下列說法正確的是：A.A.物體的運動方向一定跟合外力的方向相同物體的運動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，加速度一定減小物體合外力減小時，加速度一定減小D.D.物體合外力減小時，速度一定減小物體合外力減小時，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，皮球運動時受到空氣阻力的大小與速出，皮球運動時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度的大小成正比，下列描繪皮球在上升過程中加速度大小程中加速度大小a a與時間與時間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的汽車在平直路面上試的汽車在平直路面上試車，當達到車，當達到30m/s30m/s的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)的速度時關(guān)閉發(fā)動機，經(jīng)過過60s60s停下來，停下來，(1)(1)汽車受到的阻力是多大？汽車受到的阻力是多大？(2)(2)重新起步加速時牽引力為重新起步加速時牽引力為2000N2000N，求汽車，求汽車的加速度？假定試車過程中汽車受到的阻力的加速度？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。不變。解：解： （1 1沿汽車運動方向建立坐標軸，關(guān)閉發(fā)動沿汽車運動方向建立坐標軸，關(guān)閉發(fā)動機后汽車做勻減速直線運動，初速度是機后汽車做勻減速直線運動，初速度是

17、v0=30m/sv0=30m/s，末速度是末速度是v=0v=0，滑行時間，滑行時間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，汽車受到的阻力為車受到的阻力為 負號表示阻力的方向與坐標軸的方向相反，負號表示阻力的方向與坐標軸的方向相反，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，汽車還受到牽引力在重新起步后，汽車還受到牽引力

18、 由牛頓第二定律可得汽車的加速度由牛頓第二定律可得汽車的加速度 在重新啟動后，加速度的方向與坐標軸的方向在重新啟動后，加速度的方向與坐標軸的方向相同，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 對對 象象受力情況受力情況運動情況運動情況受力分析受力分析畫力的示意圖畫力的示意圖加速度加速度運動分析運動分析畫運動草圖畫運動草圖牛頓定律應(yīng)用的一般思路牛頓定律應(yīng)用的一般思路(4)獨立性獨立性:每個力各自獨立地使物體每個力各自獨立地使物體 產(chǎn)生一個加速度產(chǎn)生一個加速度(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)同時瞬時性同時瞬時性: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)相對性相對性:慣性參照系慣性參照系 (地面系地面系)