人教版高一物理必修一4.3牛頓第二定律

1、 第三節(jié) 牛頓第二定律力力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化速度變化速度變化產(chǎn)生加速度產(chǎn)生加速度力是產(chǎn)生加速度的原因力是產(chǎn)生加速度的原因知識(shí)回顧：知識(shí)回顧： 1.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是怎樣的呢力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是怎樣的呢?閱讀教材，思考下列問(wèn)題：閱讀教材，思考下列問(wèn)題：1 1、牛頓第二定律的表述是什么？、牛頓第二定律的表述是什么？2 2、理解牛頓第二定律的推導(dǎo)過(guò)程、理解牛頓第二定律的推導(dǎo)過(guò)程3 3、牛頓第二定律表達(dá)式中各物理量的含義、牛頓第二定律表達(dá)式中各物理量的含義是什么？是什么？4 4、如何理解牛頓第二定律的意義、如何理解牛頓第二定律的意義5 5、了解力的單位、了解力的單位“牛頓牛頓”是怎樣定義的是怎樣定義的

2、課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)a a F FF F mama 正比于正比于a a m m1 1a a m mF FF F k k mama k k 為比例系數(shù)為比例系數(shù)假如你是科學(xué)家，你能否想個(gè)辦法把假如你是科學(xué)家，你能否想個(gè)辦法把k k 消掉？消掉？假設(shè)：若假設(shè)：若K=1，表達(dá)式就是，表達(dá)式就是F = ma，當(dāng)質(zhì)量是，當(dāng)質(zhì)量是m=1kg的物體在某的物體在某個(gè)力的作用下獲得加速度個(gè)力的作用下獲得加速度a=1 m/s2，由公式，由公式F= ma我們知道這我們知道這個(gè)力的大小就是個(gè)力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2，后人為了紀(jì)念，后人為了紀(jì)念牛頓，就把牛頓，就把kgm/s2這個(gè)單位稱為這個(gè)單

3、位稱為“牛頓牛頓”，用，用“N”表示。表示。 人為規(guī)定人為規(guī)定 : 1N=1Kg.m/s2 所以，如果所以，如果F,a,mF,a,m都用都用國(guó)際制單位國(guó)際制單位，在上式，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式簡(jiǎn)化成，上式簡(jiǎn)化成F F mama 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 F k k mama 思考：思考： 內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用加速度的方向跟作用力的方向相同力的方向相同F(xiàn) F mama 物體的加速度跟所受的合力成正物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的

4、質(zhì)量成反比比，跟物體的質(zhì)量成反比;加速度的方加速度的方向跟合力的方向相同向跟合力的方向相同.maF合合外力問(wèn)題問(wèn)題1. 牛頓第二定律中指出牛頓第二定律中指出加速度加速度與力成正比與力成正比，能否說(shuō)成力與加速度成，能否說(shuō)成力與加速度成正比，為什么？正比，為什么？力是產(chǎn)生加速度的原因力是產(chǎn)生加速度的原因因果性因果性問(wèn)題問(wèn)題2. 在牛頓第二定律的表達(dá)式在牛頓第二定律的表達(dá)式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量？中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量？這兩個(gè)矢這兩個(gè)矢量的方向關(guān)系是怎么樣？量的方向關(guān)系是怎么樣？ 物體受力方向決定物體物體受力方向決定物體的加速度方向。故的加速度方向。故加速度加速度 a 的方向

5、與的方向與力力F的方向的方向是是一致的一致的。矢量性矢量性問(wèn)題問(wèn)題3. 從牛頓第二定律的內(nèi)容分析從牛頓第二定律的內(nèi)容分析, F、m、 a是對(duì)于幾個(gè)物體而言的是對(duì)于幾個(gè)物體而言的? F、m、a 都是屬于同一個(gè)物體的，研究對(duì)象是統(tǒng)一的。同體性同體性問(wèn)題問(wèn)題4.放在光滑水平面上的物體，在水平拉力放在光滑水平面上的物體，在水平拉力F作作 用用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)， (1)如果力如果力F逐漸減小到逐漸減小到0的過(guò)程中，物體的加速度將怎的過(guò)程中，物體的加速度將怎樣變化樣變化?，速度將怎樣變化，速度將怎樣變化?(2)當(dāng)力當(dāng)力F減到減到0時(shí)，加速度為時(shí)，加速度為_(kāi),速度達(dá)到速度達(dá)到_ 加速度與合

6、外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)刻的合外力成正比；時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失失.瞬時(shí)對(duì)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性應(yīng)性問(wèn)題問(wèn)題5.如圖：如圖：一質(zhì)量為一質(zhì)量為1kg1kg的物體靜置在光滑水平面上，的物體靜置在光滑水平面上，0 0時(shí)刻開(kāi)始，在水平向右的方向上施加大小為時(shí)刻開(kāi)始，在水平向右的方向上施加大小為2N2N的力的力F F1 1，則，則(1) (1) 物體產(chǎn)生的加速度是多大？物體產(chǎn)生的加速度是多大？F1NGF2a2a1 (2) 若在若在3s末給物體加上一個(gè)

7、大小也是末給物體加上一個(gè)大小也是2N水平水平 向左的拉力向左的拉力F2,則物體的加速度是多少？則物體的加速度是多少？(3) 3S內(nèi)物體的加速度內(nèi)物體的加速度2m/s2是由力是由力F1產(chǎn)生的，產(chǎn)生的，3S后物體的后物體的加速度為加速度為0，那是不是說(shuō)，那是不是說(shuō)3S后后F1不再產(chǎn)生加速度了呢？不再產(chǎn)生加速度了呢？（2m/s2）（0） 物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣，加速度，就像其他力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫做力的這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立性原理獨(dú)立性原理。物體的合加速度等于各個(gè)分力分物體的合加速度等

8、于各個(gè)分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和。別產(chǎn)生的加速度的矢量和。獨(dú)立性獨(dú)立性討論：討論：從牛頓第二定律知道，無(wú)論怎樣小的力都可以從牛頓第二定律知道，無(wú)論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無(wú)矛盾？為什么？卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無(wú)矛盾？為什么？ 答：沒(méi)有矛盾，答：沒(méi)有矛盾， (1)(1)從平衡角度來(lái)看，因?yàn)樘岵粍?dòng)，所以靜止，則合外力從平衡角度來(lái)看，因?yàn)樘岵粍?dòng)，所以靜止，則合外力為為0 0，所以加速度也為，所以加速度也為0 0； (2)(2)從力的角度來(lái)看，物體受三個(gè)力，支持力、重力、向從

9、力的角度來(lái)看，物體受三個(gè)力，支持力、重力、向上提的力。這三個(gè)力中每個(gè)力都產(chǎn)生了加速度，但相互抵上提的力。這三個(gè)力中每個(gè)力都產(chǎn)生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是消，所以合加速度也是0 0G=mgFN下列說(shuō)法正確的是：下列說(shuō)法正確的是：1 1、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2、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3 3、物體速度為零，合外力一定為零、物體速度為零，合外力一定為零4 4、物體合外力為零時(shí)，速度一定為零、物體合外力為零時(shí)，速度一定為零5 5、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 練

10、習(xí)一：練習(xí)一：正交分解法平行四邊形法一個(gè)物體，質(zhì)量是一個(gè)物體，質(zhì)量是4 4，受到互成，受到互成120120o o角的角的兩個(gè)力兩個(gè)力F F1 1和和F F2 2的作用。這兩個(gè)力的大小都的作用。這兩個(gè)力的大小都是是20N20N，這個(gè)物體的加速度是多少？，這個(gè)物體的加速度是多少？F F1 1F F2 20 0F F有沒(méi)有其他方法？0 0F F1 1F F2 2a a2 2a a1 1a a 練習(xí)二：課本例練習(xí)二：課本例20 0F F1 1F F2 2F1xF1yF2xF2y- - - - - -) 600) 600 xy) 600) 600) 600牛頓第二定律牛頓第二定律1 1、內(nèi)容、內(nèi)容: :

11、物體加速度與合外力物體加速度與合外力F F合合成正比成正比. .與質(zhì)量與質(zhì)量m m成反比成反比. .加速度方向與合外力方向相同加速度方向與合外力方向相同. .小小 結(jié)結(jié)一、研究過(guò)程：控制變量法一、研究過(guò)程：控制變量法 二、牛頓第二定律二、牛頓第二定律F F合合= =mama2 2、公式：、公式：3 3、對(duì)牛頓第二定律的理解：、對(duì)牛頓第二定律的理解：同體性同體性矢量性矢量性瞬時(shí)性瞬時(shí)性獨(dú)立性獨(dú)立性1、確定研究對(duì)象。2、分析物體的受力情況，畫出研究對(duì)象的受力分析圖。3、求出合力。(力的合成法.正交分解法)4.根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程并求解。 質(zhì)量為質(zhì)量為1kg 1kg 的物體受到兩個(gè)大小分別為的物

12、體受到兩個(gè)大小分別為2N 2N 和和4N 4N 的共點(diǎn)力作用。則物體的加速度的共點(diǎn)力作用。則物體的加速度大小可能是大小可能是A A、5m/s5m/s2 2 B B、3m/s3m/s2 2C C、2m/s2m/s2 2 D D、0.5m/s0.5m/s2 2 練習(xí)二：練習(xí)二：答案：答案：ABC 練習(xí)三：練習(xí)三：如圖所示如圖所示,質(zhì)量為質(zhì)量為4 kg的物體靜止于光滑的水平面上的物體靜止于光滑的水平面上,若物體受到大小為若物體受到大小為20 ,與水平方向成與水平方向成6角斜向角斜向上的拉力上的拉力F作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng),求物體的求物體的加速度是多大加速度是多大?(取取

13、10 m/s2) 解：如圖受力分析有：解：如圖受力分析有： Y軸：軸：sin0NFFG X軸：軸：由由牛頓第二定律牛頓第二定律F合合=ma 得：得：cosFma 代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度a=2.5 m/s2. 一個(gè)物體質(zhì)量為一個(gè)物體質(zhì)量為m m，放在一個(gè)傾角為，放在一個(gè)傾角為的斜的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始加速下滑面上，物體從斜面頂端由靜止開(kāi)始加速下滑（1 1）若斜面光滑，求物體的加速度？）若斜面光滑，求物體的加速度？（2 2）若斜面粗糙，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為）若斜面粗糙，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為，求物體的加速度？求物體的加速度？ F FN NF F合合a aF Ff fF F2 2F F1 1 練習(xí)四：練習(xí)四：練習(xí)五：課本例題練習(xí)五：課本例題1 1某質(zhì)量為某質(zhì)量為1100kg1100kg的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到的汽車在平直路面試車，當(dāng)達(dá)到100km/h100km/h的速度時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的速度時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī) ，經(jīng)過(guò)，經(jīng)過(guò)70s70s停了下停了下來(lái)。汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽來(lái)。汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為引力為2000N2000N，產(chǎn)生的加速度