高一物理人教版必修一牛顿第二定律教学课件

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1、(1643-1727)牛顿牛顿第四章 牛顿运动定律3 牛顿第二定律力力运动状态变化运动状态变化速度变化速度变化产生加速度产生加速度力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因知识回顾：知识回顾：1.力和运动的关系是怎样的呢力和运动的关系是怎样的呢?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 为比例系数为比例系数假如你是科学家，你能否想个办法把假如你是科学家，你能否想个办法把k k 消掉？消掉？假设：若假设：若K=1，表达式就是，表达式就是F=ma，当质量是，当质量是m=1kg的物体在某的物体在某个力的作用下获得加速度个力的作

2、用下获得加速度a=1 m/s2，由公式，由公式F=ma我们知道这我们知道这个力的大小就是个力的大小就是F=ma=1kg1m/s2=1kgm/s2，后人为了纪念，后人为了纪念牛顿，就把牛顿，就把kgm/s2这个单位称为这个单位称为“牛顿牛顿”，用，用“N”表示。表示。人为规定人为规定:1N=1Kg.m/s2 所以，如果所以，如果F,a,mF,a,m都用都用国际制单位国际制单位，在上式，在上式中就可以使中就可以使k=1k=1，上式简化成，上式简化成F F mama 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式F F k k mama 思考：思考：内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，内容：物体

3、加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，跟物体的质量成反比，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 F mama 物体的加速度跟所受的合力成正物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比比，跟物体的质量成反比;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合合外力问题问题1.牛顿第二定律中指出牛顿第二定律中指出加速度加速度与力成正比与力成正比，能否说成力与加速度成，能否说成力与加速度成正比，为什么？正比，为什么？力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因因果性因果性问题问题2.在牛顿第二定律的表达式在牛顿第二定律的表达式 F=ma 中，哪些

4、是矢量，哪些是标量？中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢这两个矢量的方向关系是怎么样？量的方向关系是怎么样？物体受力方向决定物体物体受力方向决定物体的加速度方向。故的加速度方向。故加速度加速度 a 的方向与的方向与力力F的方向的方向是是一致的一致的。矢量性矢量性问题问题3.从牛顿第二定律的内容分析从牛顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的是对于几个物体而言的?F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。同体性同体性问题问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作 用下由静止开始运动，(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?，速度将怎样变化?(2)当力

5、F减到0时，加速度为_,速度达到_ 加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；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.瞬时对瞬时对应性应性问题问题5.如图：如图：一质量为一质量为1kg1kg的物体静置在光滑水平面上，的物体静置在光滑水平面上，0 0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N2N的力的力F F1 1，则，则(1)(1)物体产生的加速度是多大？物体产生的加速度是多大？F1NGF2a2

6、a1 (2)若在若在3s末给物体加上一个大小也是末给物体加上一个大小也是2N水平水平 向左的拉力向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？则物体的加速度是多少？(3)3S内物体的加速度内物体的加速度2m/s2是由力是由力F1产生的，产生的，3S后物体的后物体的加速度为加速度为0，那是不是说，那是不是说3S后后F1不再产生加速度了呢？不再产生加速度了呢？（2m/s2）（0）物体受到几个力的作用时，每物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的这个性质叫做力的独立性原理独立性原理。物体的合

7、加速度等于各个分力分物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。别产生的加速度的矢量和。独立性独立性讨论：讨论：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，(1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；(2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0G=mgFN下列说法正确的是：下列说法正确的是：1 1、物体合外力减小时，加速度一定减小、物体合外力减小时，加速度一定减小2、物体合

8、外力减小时，速度一定减小、物体合外力减小时，速度一定减小3 3、物体速度为零，合外力一定为零、物体速度为零，合外力一定为零4 4、物体合外力为零时，速度一定为零、物体合外力为零时，速度一定为零5 5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同 练习一：练习一：正交分解法平行四边形法一个物体，质量是一个物体，质量是4 4，受到互成，受到互成120120o o角的角的两个力两个力F F1 1和和F F2 2的作用。这两个力的大小都的作用。这两个力的大小都是是20N20N，这个物体的加速度是多少？，这个物体的加速度是多少？F F1 1F F2 20 0F F有没有其他

9、方法？0 0F F1 1F F2 2a a2 2a a1 1a a 练习二：课本例练习二：课本例20 0F F1 1F F2 2F1xF1yF2xF2y-)600)600 xy)600)600)600牛顿第二定律牛顿第二定律1 1、内容、内容:物体加速度与合外力物体加速度与合外力F F合合成正比成正比.与质量与质量m m成反比成反比.加速度方向与合外力方向相同加速度方向与合外力方向相同.小小 结结一、研究过程：控制变量法一、研究过程：控制变量法 二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律F F合合=mama2 2、公式：、公式：3 3、对牛顿第二定律的理解：、对牛顿第二定律的理解：同体性同体性矢量性矢量

10、性瞬时性瞬时性独立性独立性1、确定研究对象。2、分析物体的受力情况，画出研究对象的受力分析图。3、求出合力。(力的合成法.正交分解法)4.根据牛顿运动定律建立方程并求解。质量为质量为1kg 1kg 的物体受到两个大小分别为的物体受到两个大小分别为2N 2N 和和4N 4N 的共点力作用。则物体的加速度的共点力作用。则物体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 练习二：练习二：答案：答案：ABC 练习三：练习三：如图所示如图所示,质量为质量为4 kg的物体静止于光滑的水平面上

11、的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为若物体受到大小为20,与水平方向成与水平方向成6角斜向角斜向上的拉力上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的求物体的加速度是多大加速度是多大?(取取10 m/s2)解：如图受力分析有：解：如图受力分析有：Y轴：轴：sin0NFFG X轴：轴：由由牛顿第二定律牛顿第二定律F合合=ma 得：得：cosFma 代入数据可解得物体的加速度代入数据可解得物体的加速度a=2.5 m/s2.一个物体质量为一个物体质量为m m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的斜的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑面上，物体从斜面顶端由静止开始加

12、速下滑（1 1）若斜面光滑，求物体的加速度？）若斜面光滑，求物体的加速度？（2 2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求物体的加速度？求物体的加速度？F FN NF F合合a aF Ff fF F2 2F F1 1 练习四：练习四：汽车重新加速时的受力情况某质量为某质量为1100kg1100kg的汽车在平直路面上试车，当的汽车在平直路面上试车，当达到达到100km/h100km/h的速度时关闭发动机，经过的速度时关闭发动机，经过70s70s停停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为时牵引力为2000N2000N，产生

13、的加速度应为多大？，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车减速时受力情况GFNF阻阻F阻阻FFNG 课本例课本例1：解解：设汽车运动方向为正方向设汽车运动方向为正方向 关闭发动机后：关闭发动机后：汽车水平受力如右图汽车水平受力如右图(1)汽车初速汽车初速 v0=100Km/h=27.8m/s 汽车末速汽车末速 v=0 70s后汽车的加速度后汽车的加速度 有牛顿第二定律得：有牛顿第二定律得：汽车受到的阻力为汽车受到的阻力为 负号表示与运动方向相反负号表示与运动方向相反重新启动后：汽车水平受力如右图重新启动后：汽车水平受力如右图(2)F合合=2000N-437N=1563N有牛顿第二定律得：有牛顿第二定律得：汽车的加速度汽车的加速度 加速度方向与汽车运动方向相同加速度方向与汽车运动方向相同F阻阻xF阻阻F图(1)减速时图(2)加速时tvtvv001aNsmKgssmkgtmvmaf437/.43770/8.27*1100201阻222/42.1/.42.111001563smkgsmkgKgNmfa合