3.牛頓第二定律課件(42頁(yè)P(yáng)PT)

1、第 三 章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1頁(yè)，共42頁(yè)。目標(biāo)定位1.知道牛頓第二定律的內(nèi)容、表達(dá)式的確切含義.2.知道國(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的.3.了解單位制的構(gòu)成及力學(xué)中三個(gè)基本物理量在國(guó)際單位制中的單位.4.能應(yīng)用牛頓第二定律解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題.學(xué)案3牛頓第二定律第2頁(yè)，共42頁(yè)。知識(shí)探究自我檢測(cè)第3頁(yè)，共42頁(yè)。一、牛頓第二定律知識(shí)探究 問(wèn)題設(shè)計(jì)第4頁(yè)，共42頁(yè)。第5頁(yè)，共42頁(yè)。要點(diǎn)提煉1.牛頓第二定律(1)內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合力成 ，跟物體的質(zhì)量成 ，加速度的方向跟合力方向.(2)表達(dá)式Fma，式中各量都要用 單位，F(xiàn)指物體所受的 .正比反比相同國(guó)際合外力第6頁(yè)，共42頁(yè)。2

2、.對(duì)牛頓第二定律的理解(1)瞬時(shí)性：a與F同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)，同時(shí) ，為瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系.(2)矢量性：Fma是矢量表達(dá)式，任一時(shí)刻a的方向均與_ 的方向一致，當(dāng)合外力方向變化時(shí)a的方向同時(shí)變化，即a與F的方向在任何時(shí)刻均.(3)同體性：公式Fma中各物理量都是針對(duì) 的.變化消失合外力F相同同一物體第7頁(yè)，共42頁(yè)。(4)獨(dú)立性：當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用時(shí)，各個(gè)力都滿足Fma，每個(gè)力都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)加速度，這些加速度的矢量和即為物體具有的 ，故牛頓第二定律可表示為3.合外力、加速度、速度的關(guān)系(1)力與加速度為因果關(guān)系.力是因，加速度是果.只要物體受到的合外力不為零，就產(chǎn)生加速度.加速度的方向與合外力方向

3、總、大小與合外力成.合加速度相同正比第8頁(yè)，共42頁(yè)。(2)力與速度無(wú)因果關(guān)系.合外力方向與速度方向可以同向，可以反向；合外力方向與速度方向 時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)， 時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng).同向反向無(wú)關(guān)第9頁(yè)，共42頁(yè)。1.解題步驟(1)確定研究對(duì)象.(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析，作出受力和運(yùn)動(dòng)示意圖.(3)求合力F或加速度a.(4)根據(jù)Fma列方程求解.二、牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用第10頁(yè)，共42頁(yè)。2.解題方法(1)矢量合成法：若物體只受兩個(gè)力作用時(shí)，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力，加速度的方向與物體所受合外力的方向相同.(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，常用正交分解法求物體的合外力.

4、建立坐標(biāo)系時(shí)，通常選取加速度的方向作為某一坐標(biāo)軸的正方向(也就是不分解加速度)，將物體所受的力正交分解后，列出方程Fxma，F(xiàn)y0.第11頁(yè)，共42頁(yè)。特殊情況下，若物體的受力都在兩個(gè)互相垂直的方向上，也可將坐標(biāo)軸建立在力的方向上，正交分解加速度a.根據(jù)牛頓第二定律列方程及F求合外力.第12頁(yè)，共42頁(yè)。問(wèn)題設(shè)計(jì)美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)在20世紀(jì)末曾發(fā)射過(guò)一個(gè)火星探測(cè)器，但它由于靠火星過(guò)近，結(jié)果因溫度過(guò)高而起火，并脫離軌道墜入火星的大氣層.航空航天局調(diào)查事故原因時(shí)發(fā)現(xiàn)：原來(lái)探測(cè)器的制造商洛克希德馬丁公司計(jì)算加速度時(shí)使用了英制單位，而噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的工程師理所當(dāng)然地認(rèn)為他們提供的數(shù)據(jù)是以國(guó)

5、際單位制算出來(lái)的，并把這些數(shù)據(jù)直接輸入電腦.從這次事故的原因上，你能得到什么啟示？三、力學(xué)單位制第13頁(yè)，共42頁(yè)。答案在國(guó)際上采用統(tǒng)一的單位制是非常重要的，也是非常必要的.第14頁(yè)，共42頁(yè)。1.單位制(1)基本單位：物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的關(guān)系.在物理學(xué)中，選定幾個(gè)物理量的單位作為基本單位.(2)導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和這幾個(gè)物理量的關(guān)系，導(dǎo)出來(lái)的單位叫 .(3)單位制： 和一起組成了單位制.要點(diǎn)提煉單位導(dǎo)出單位基本單位導(dǎo)出單位第15頁(yè)，共42頁(yè)。2.國(guó)際單位制中的力學(xué)單位(1)基本單位長(zhǎng)度l，單位： ；質(zhì)量m，單位： ；時(shí)間t，單位： .(2)常

6、用的導(dǎo)出單位速度(v)，由公式v 導(dǎo)出，單位： .加速度(a)，由公式a導(dǎo)出，單位：.力(F)，由公式 導(dǎo)出，單位： .此外還有功、功率、壓強(qiáng)等.mkgsm/sm/s2FmaN(或kgm/s2)第16頁(yè)，共42頁(yè)。3.單位制在計(jì)算中的應(yīng)用(1)單位制可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程計(jì)算時(shí)首先將各物理量的單位統(tǒng)一到國(guó)際單位制中，這樣就可以省去計(jì)算過(guò)程中單位的代入，只在數(shù)字后面寫上相應(yīng)待求量的單位即可，從而使計(jì)算簡(jiǎn)便.(2)單位制可檢查物理量關(guān)系式的正誤根據(jù)物理量的單位，如果發(fā)現(xiàn)某公式在單位上有問(wèn)題，或者所求結(jié)果的單位與采用的單位制中該量的單位不一致，那么該公式或計(jì)算結(jié)果肯定是錯(cuò)誤的.第17頁(yè)，共42頁(yè)。典例精析

7、一、對(duì)牛頓第二定律的理解例1下列對(duì)牛頓第二定律的表達(dá)式Fma及其變形公式的理解，正確的是()A.由Fma可知，物體所受的合外力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B.由m 可知，物體的質(zhì)量與其所受合外力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比第18頁(yè)，共42頁(yè)。第19頁(yè)，共42頁(yè)。答案CD第20頁(yè)，共42頁(yè)。二、牛頓第二定律的應(yīng)用例2如圖1所示，一質(zhì)量為8 kg的物體靜止在粗糙的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，用一水平力F20 N拉物體由A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)8 s后撤去拉力F，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間物體到達(dá)B點(diǎn)停止.求：(g10 m/s2)圖1第21頁(yè)，共42頁(yè)。(1)在拉力F作用下物體運(yùn)動(dòng)的加

8、速度大??；解析對(duì)物體受力分析，如圖所示豎直方向mgN水平方向，由牛頓第二定律得FNma1答案0.5 m/s2第22頁(yè)，共42頁(yè)。(2)撤去拉力時(shí)物體的速度大小；解析撤去拉力時(shí)物體的速度va1t解得v4 m/s答案4 m/s第23頁(yè)，共42頁(yè)。(3)撤去拉力F后物體運(yùn)動(dòng)的距離.解析撤去拉力F后由牛頓第二定律得mgma2解得a2g2 m/s2由0v22a2x答案4 m第24頁(yè)，共42頁(yè)。例3一質(zhì)量為103 t的列車，機(jī)車牽引力為3.5105 N，運(yùn)動(dòng)中所受阻力為車重的0.01倍.列車由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度變?yōu)?80 km/h需多長(zhǎng)時(shí)間？此過(guò)程中前進(jìn)了多遠(yuǎn)距離？(g取10 m/s2)解析列

9、車質(zhì)量m103 t106 kg，重力Gmg10610 N107 N，三、單位制在計(jì)算中的應(yīng)用第25頁(yè)，共42頁(yè)。運(yùn)動(dòng)中所受阻力f0.01G0.01107 N105 N.設(shè)列車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a.由牛頓第二定律得F牽fma，第26頁(yè)，共42頁(yè)。列車由靜止加速到v180 km/h50 m/s所用時(shí)間為答案200 s5 km第27頁(yè)，共42頁(yè)。課堂要點(diǎn)小結(jié)1.牛頓第二定律和力的單位(1)內(nèi)容(2)表達(dá)式：Fma(3)國(guó)際單位制中力的單位：N,1 N1 kgm/s22.牛頓第二定律的特點(diǎn)(1)瞬時(shí)性；(2)矢量性；(3)同體性；(4)獨(dú)立性.第28頁(yè)，共42頁(yè)。課堂要點(diǎn)小結(jié)3.應(yīng)用牛頓第二定律解題

10、的一般步驟和基本方法一般步驟：(1)確定研究對(duì)象；(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析；(3)求出合外力或加速度；(4)根據(jù)牛頓第二定律Fma列方程求解.第29頁(yè)，共42頁(yè)。課堂要點(diǎn)小結(jié)基本方法：(1)兩個(gè)力作用時(shí)可用矢量合成法，也可用正交分解法；(2)多個(gè)力作用時(shí)可用正交分解法.4.力學(xué)單位制(1)單位制基本單位：基本物理量的單位.第30頁(yè)，共42頁(yè)。課堂要點(diǎn)小結(jié)導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位.(2)國(guó)際單位制中的力學(xué)單位有：長(zhǎng)度的單位米(m)，時(shí)間的單位秒(s)，質(zhì)量的單位千克(kg).第31頁(yè)，共42頁(yè)。自我檢測(cè)1.(牛頓第二定律的理解)從勻速上升的氣球上釋放一

11、物體，在釋放的瞬間，物體相對(duì)地面將具有()A.向上的速度 B.向下的速度C.向上的加速度 D.向下的加速度123第32頁(yè)，共42頁(yè)。123在釋放的瞬間，物體和氣球具有相同的速度，A正確，B錯(cuò)誤.答案AD第33頁(yè)，共42頁(yè)。2.(單位制的應(yīng)用)一物體在2 N的外力作用下，產(chǎn)生10 cm/s2的加速度，求該物體的質(zhì)量.下面有幾種不同的求法，其中單位運(yùn)用正確、簡(jiǎn)潔而又規(guī)范的是()123第34頁(yè)，共42頁(yè)。123解析帶單位運(yùn)算時(shí)，每一個(gè)數(shù)據(jù)均要帶上單位，且單位換算要準(zhǔn)確，也可以把題中的已知量的單位都用國(guó)際單位表示，計(jì)算所得結(jié)果的單位就是國(guó)際單位，這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必再一一寫出各個(gè)量的單位，

12、只在數(shù)第35頁(yè)，共42頁(yè)。字后面寫出正確單位即可.在備選的四個(gè)選項(xiàng)中A、C均錯(cuò)，B項(xiàng)解題過(guò)程正確，但不簡(jiǎn)潔，只有D項(xiàng)單位運(yùn)用正確，且簡(jiǎn)潔而又規(guī)范.答案D123第36頁(yè)，共42頁(yè)。3.(牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用)如圖2所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37角，小球和車廂相對(duì)靜止，小球的質(zhì)量為1 kg.(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)圖2123第37頁(yè)，共42頁(yè)。(1)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說(shuō)明車廂的運(yùn)動(dòng)情況；解析解法一(合成法)小球和車廂相對(duì)靜止，它們的加速度相同.以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖所示，小球所受合力為F合mgtan 37.123第38頁(yè)，共42頁(yè)。123第39頁(yè)，共42頁(yè)。123解法二(正交分解法)建立直角坐標(biāo)系如圖所示，正交分解各力，根據(jù)牛頓第二定律列方程得x方向：Txmay方向：Tymg0即Tsin 37maTcos 37mg0第40頁(yè)，共42頁(yè)。12