牛二定律瞬時(shí)加速演示文稿

牛二定律瞬時(shí)加速度演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有34頁\編輯于星期三牛二定律瞬時(shí)加速度現(xiàn)在是2頁\一共有34頁\編輯于星期三一、牛頓第二定律1．內(nèi)容：物體的加速度跟

成正比，跟物體的

成反比，這就是牛頓第二定律．2．表達(dá)式：a∝或F∝

或F＝

.實(shí)際物體所受的力往往不止一個(gè)，這時(shí)式中F指的是物體所受的合力．基礎(chǔ)知識梳理質(zhì)量作用力kmama現(xiàn)在是3頁\一共有34頁\編輯于星期三二、力的單位1．單位推導(dǎo)質(zhì)量為m＝1kg的物體在某力的作用下獲得的加速度是1m/s2時(shí)，我們選取牛頓第二定律表達(dá)式F＝kma中的k＝1，此時(shí)力F＝ma＝1kg×1m/s2＝1kg·m/s2，這個(gè)力叫做“

”．在公式F＝kma中，若各個(gè)量都取國際單位，則k＝1.2．為了紀(jì)念牛頓，把力的單位kg·m/s2叫做

，用符號

表示．一個(gè)單位的力牛頓N現(xiàn)在是4頁\一共有34頁\編輯于星期三思考現(xiàn)在是5頁\一共有34頁\編輯于星期三現(xiàn)在是6頁\一共有34頁\編輯于星期三一、對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律的幾個(gè)特性核心要點(diǎn)突破因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，沒有力也就沒有加速度矢量性公式F＝ma是矢量式，任一瞬時(shí)，a的方向均與F合方向相同，當(dāng)F合方向變化時(shí)，a的方向同時(shí)變化，且任意時(shí)刻二者方向始終一致瞬時(shí)性牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受合外力的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，a為某一時(shí)刻的加速度，F(xiàn)為該時(shí)刻物體所受合外力現(xiàn)在是7頁\一共有34頁\編輯于星期三同體性a＝

中，a、F合、m都是對同一物體而言獨(dú)立性作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和，分力和加速度在各個(gè)方向上的分量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，則：Fx＝max，F(xiàn)y＝may相對性物體的加速度必須是對相對于地球靜止或勻速直線運(yùn)動的參考系而言的，即牛頓第二定律僅適用于慣性參考系現(xiàn)在是8頁\一共有34頁\編輯于星期三1.物體的加速度和合外力是同時(shí)產(chǎn)生的，不分先后，但有因果性，力是產(chǎn)生加速度的原因，沒有力就沒有加速度．特別提醒現(xiàn)在是9頁\一共有34頁\編輯于星期三二、合外力、加速度、速度的關(guān)系1．物體所受合外力的方向決定了其加速度的方向，合外力與加速度的大小關(guān)系是F＝ma，只要有合外力，不管速度是大還是小，或是零，都有加速度，只要合外力為零，則加速度為零，與速度的大小無關(guān)．只有速度的變化率才與合外力有必然的聯(lián)系．2．合力與速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動，反之減速．現(xiàn)在是10頁\一共有34頁\編輯于星期三3．力與運(yùn)動關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力→加速度→速度變化(運(yùn)動狀態(tài)變化)，物體所受到的合外力決定了物體加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度變化量的大小，加速度的大小與速度大小無必然的聯(lián)系．現(xiàn)在是11頁\一共有34頁\編輯于星期三現(xiàn)在是12頁\一共有34頁\編輯于星期三物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，即a與合外力F方向總相同，但速度v的方向不一定與合外力的方向相同．特別提醒現(xiàn)在是13頁\一共有34頁\編輯于星期三三、應(yīng)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(jìn)行受力分析和運(yùn)動狀態(tài)分析，畫出受力示意圖．(3)建立坐標(biāo)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(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解．現(xiàn)在是14頁\一共有34頁\編輯于星期三2．常用方法(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，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(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合力．現(xiàn)在是15頁\一共有34頁\編輯于星期三現(xiàn)在是16頁\一共有34頁\編輯于星期三(2010年開封測試)如圖4－3－1所示，靜止在光滑水平面上的物體A，一端靠著處于自然狀態(tài)的彈簧．現(xiàn)對物體作用一水平恒力，在彈簧被壓縮到最短這一過程中，物體的速度和加速度變化的情況是(

)課堂互動講練類型一對力和運(yùn)動關(guān)系的理解例1圖4－3－1現(xiàn)在是17頁\一共有34頁\編輯于星期三A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先減小后增大D．速度先增大后減小，加速度先增大后減小【思路點(diǎn)撥】速度增大還是減小，要看速度和加速度的方向關(guān)系，加速度大小的變化是由合力大小變化決定的．現(xiàn)在是18頁\一共有34頁\編輯于星期三【解析】力F作用在A上的開始階段，彈簧彈力kx較小，合力與速度方向同向，物體速度增大，而合力(F－kx)隨x增大而減小，加速度減小，當(dāng)F＝kx以后，隨物體A向左運(yùn)動，彈力kx大于F，合力方向與速度反向，速度減小，而加速度a隨x的增大而增大，綜上所述，只有C正確．【答案】

C現(xiàn)在是19頁\一共有34頁\編輯于星期三【方法總結(jié)】

(1)物體的加速度變化情況，由物體的合外力變化來確定，只要分析物體受力情況，確定了合外力的變化規(guī)律，即可由牛頓第二定律確定加速度的變化規(guī)律．(2)物體速度的變化由物體的加速度決定，速度與加速度同向，速度增加；速度與加速度反向，速度減小．現(xiàn)在是20頁\一共有34頁\編輯于星期三1.如圖4－3－2所示，自由下落的小球，從它接觸豎直放置的彈簧開始，到彈簧壓縮到最大限度的過程中，小球的速度和加速度的變化情況是(

)A．加速度變大，速度變小B．加速度變小，速度變大C．加速度先變小后變大，速度先變大后變小D．加速度先變小后變大，速度先變小后變大變式訓(xùn)練圖4－3－2現(xiàn)在是21頁\一共有34頁\編輯于星期三解析：選C.小球與彈簧剛接觸時(shí)的速度豎直向下，剛開始階段，彈簧彈力較小，mg－kx＝ma，a向下，隨彈簧壓縮量x的增大而減小，因a、v同向，速度增大，當(dāng)mg＝kx以后，隨著x的增大，彈力大于重力，合外力向上，加速度向上，小球的加速度與速度的方向相反，小球做減速運(yùn)動，直到彈簧的壓縮量最大．綜上所述，答案選C.現(xiàn)在是22頁\一共有34頁\編輯于星期三如圖4－3－3所示，質(zhì)量分別為mA和mB的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)繩懸掛起來，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度各是多少？類型二瞬時(shí)加速度的求解例2圖4－3－3現(xiàn)在是23頁\一共有34頁\編輯于星期三【思路點(diǎn)撥】牛頓第二定律的核心是加速度與合力的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，求瞬時(shí)加速度時(shí)，當(dāng)物體受到的某個(gè)力發(fā)生變化時(shí)，可能還隱含著其他力也發(fā)生變化，像彈簧、橡皮繩等提供彈力時(shí)，由于形變量較大，彈力不會瞬間改變，而細(xì)繩、鋼絲、輕桿則不同，由于形變量太小，所提供的彈力會在瞬間改變．現(xiàn)在是24頁\一共有34頁\編輯于星期三【解析】物體在某一瞬間的加速度，由這一時(shí)刻的合力決定，分析繩斷瞬間兩球的受力情況是關(guān)鍵．由于輕彈簧兩端連著物體，物體要發(fā)生一段位移，需要一定時(shí)間，故剪斷細(xì)線瞬間，彈簧的彈力與剪斷前相同．先分析細(xì)線未剪斷時(shí)，A和B的受力情況，如圖4－3－4所示，A球受重力、彈簧彈力F1及細(xì)線的拉力F2；B球受重力、彈力F1′，且F1′＝F1＝mBg.圖4－3－4現(xiàn)在是25頁\一共有34頁\編輯于星期三剪斷細(xì)線瞬間，F(xiàn)2消失，但彈簧尚未收縮，仍保持原來的形變，即：F1、F1′不變，故B球所受的力不變，此時(shí)aB＝0，而A球的加速度為：現(xiàn)在是26頁\一共有34頁\編輯于星期三【方法總結(jié)】分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析這一瞬時(shí)的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度．此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立．(1)剛性繩(或接觸面)是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間，即線的拉力可突變．一般題目中所給細(xì)線和接觸面在不加特殊說明時(shí)，均可按此模型處理．現(xiàn)在是27頁\一共有34頁\編輯于星期三(2)彈簧(或橡皮繩)的特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力的大小往往可以看成不變，即彈力不能突變，但當(dāng)彈簧的一端不與有質(zhì)量的物體連接時(shí)，輕彈簧的形變也不需要時(shí)間，彈力可以突變．現(xiàn)在是28頁\一共有34頁\編輯于星期三2．在例題中，將AB之間的輕彈簧與懸掛A球的細(xì)繩交換位置，如圖4－3－5所示，如果把AB之間的細(xì)繩剪斷則A、B兩球的瞬時(shí)加速度各是多少？變式訓(xùn)練圖4－3－5現(xiàn)在是29頁\一共有34頁\編輯于星期三解析：當(dāng)兩球均靜止時(shí)受力分析如圖所示由物體的平衡條件可得F′1＝mBgF2＝F1＋mAg而F1＝F′1故F2＝(mA＋mB)g當(dāng)剪斷AB之間的細(xì)線時(shí)F1、F′1變?yōu)?，F(xiàn)2不變現(xiàn)在是30頁\一共有34頁\編輯于星期三現(xiàn)在是31頁\一共有34頁\編輯于星期三如圖4－3－6所示，位于水平地面上的質(zhì)量為M的小木塊，在大小為F、方向與水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速運(yùn)動，若木塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ，則木塊的加速度為多少？類型三牛頓第二定律的簡單應(yīng)用例3圖4－3－6【思路點(diǎn)撥】可以先求物體所受合外力，再利用F＝ma求加速度，或者利用正交分解的方法求加速度．現(xiàn)在是32頁\一共有34頁\編輯于星期三【解析】取M為研究對