高中物理第四章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律课件新人教版.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章,第,3,节,新知预习,巧设计,名师课堂,一点通,创新演练,大冲关,读教材,填要点,要点一,要点二,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,试身手,夯基础,关键语句归纳,要点三,读教材,填要点,1,牛顿第二定律,(1),内容：物体加速度的大小跟它受到的,成正比、跟它的,成反比，加速度的方向跟,的方向相同，这就是牛顿第二定律。,(2),数学表达式：,F,。,作用力,作用力,ma,质量,2,力的单位,(1),国际单位制中，力的单位是,，符号,。,(2),力的单位：使质量为,1 kg,的物体产生,的加速度的力，称为,1 N,，即,1 N,1,。,(3),比例系数,k,的含义：,根据,F,kma,，取不同的单位，,k,的数值不一样，在国际单位制中,k,，由此可知公式,F,ma,应用于,F,、,m,、,a,的单位必须统一为国际单位制中相应的单位。,N,1 m/s,2,kgm/s,2,1,牛顿,试身手,夯基础,1,在牛顿第二定律公式,F,kma,中，比例系数,k,的数,值,(,),A,在任何情况下都等于,1,B,k,的数值是由质量、加速度和力的大小所决定的,C,k,的数值是由质量、加速度和力的单位所决定的,D,在国际单位制中，,k,的数值一定等于,1,解析：,由,“,牛顿,”,单位的定义可知，只有当质量、加速度、力三个物理量的单位取国际单位制时，,k,才等于,1,，而不是由三个物理量的大小决定的。如：当质量取,1 g,，加速度取,1 m/s,2,，力取,1 N,时，,k,就不为,1,，而为,1 000,，因此本题选,C,、,D,。,答案：,CD,2,关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是,(,),A,由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合,外力一定大,B,牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一,定就小,C,由,F,ma,可知，物体所受到的合外力与物体的,质量成正比,D,对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到,的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度,的方向，始终与物体所受的合外力方向一致,解析：,加速度是由合外力和质量共同决定的，故加速度大的物体，所受合外力不一定大，选项,A,、,B,错误；物体所受到的合外力与物体的质量无关，故,C,错误；由牛顿第二定律可知，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，并且加速度的方向与合外力方向一致，故,D,选项正确。,答案：,D,因果性,只要物体所受合力不为,0(,无论合力多么小,),，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因,矢量性,F,ma,是一矢量式，任一瞬时，物体加速度的方向与物体所受合力的方向总是相同,瞬时性,物体所受外力的瞬时变化会导致加速度的瞬时变化，加速度的变化不需要时间的积累，加速度和力同时存在，同时变化，同时消失,因果性,只要物体所受合力不为,0(,无论合力多么小,),，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因,同一性,F,、,m,、,a,三者必须对应同一个物体或系统,独立性,当物体同时受到几个力的作用时，各力将独立地产生各自的加速度，物体表现出来的实际加速度是各力产生的加速度的矢量和,相对性,物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的。对加速运动的参考系不适用,1,关于牛顿第二定律，下列说法正确的是,(,),A,公式,F,ma,中，各量的单位可以任意选取,B,某一瞬间的加速度只决定于这一瞬间物体所受合外力，而与这之前或之后的受力无关,C,公式,F,ma,中，,a,实际上是作用于该物体上每一个力所产生的加速度的矢量和,D,物体的运动方向一定与它所受合外力方向一致,审题指导,解答本题需要把握以下两点：,(1),加速度与合外力瞬时对应关系，即有合外力一定有加速度，却不一定有速度。,(2),加速度的方向总与合外力方向相同。,解析,F,、,m,、,a,必须选取统一的国际单位，才可写成,F,ma,的形式，否则比例系数,k,1,，所以选项,A,错误；牛顿第二定律表述的是某一时刻合外力与加速度的对应关系，它既表明,F,合,、,m,、,a,三者数值上的对应关系，同时也表明合外力的方向与加速度的方向是一致的，即矢量对应关系，而与速度方向不一定相同，所以选项,B,正确，选项,D,错误；由力的独立作用原理知，,作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其他力的作用无关，物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和，故选项,C,正确。,答案,BC,牛顿第二定律中的单位问题、加速度和力的瞬时性问题以及速度和力的关系问题，都是常出错的问题。,1,应用牛顿第二定律解决问题的一般步骤,2,常用方法,(1),合成法：首先确定研究对象，画出受力分析图，将各个力按照力的平行四边形定则在加速度方向上合成，直接求出合力，再根据牛顿第二定律列式求解。,(2),分解法：首先确定研究对象，画出受力分析图，根据力的实际作用效果，将某一个力分解成两个分力，然后根据牛顿第二定律列式求解。应用此法时要求对力的作用效果有清楚的认识，要按照力的实际效果进行分解。,图,4,3,1,2,质量为,m,的木块，以一定的初,速度沿倾角为,的斜面向上滑动，斜,面静止不动，木块与斜面间的动摩擦,因数为,，如图,4,3,1,所示。,(1),求向上滑动时木块的加速度,的大小和方向。,(2),若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向。,审题指导,甲乙,解析,(1),以木块为研究,对象，因木块受到三个力的作,用，故采用正交分解法求解，,建立坐标系时，以加速度的方,向为,x,轴的正方向。木块上滑时,其受力分析如图甲所示，根据,题意，加速度的方向沿斜面向下，将各个力沿斜面和垂直斜,面方向正交分解。根据牛顿第二定律有,mg,sin,F,f,ma,，,F,N,mg,cos,0,又,F,f,F,N,联立解得,a,g,(sin,cos,),，方向沿斜面向下。,(2),木块下滑时其受力分析如图乙所示，由题意知，木块的加速度方向沿斜面向下。根据牛顿第二定律有,mg,sin,F,f,ma,，,F,N,mg,cos,0,，又,F,f,F,N,联立解得,a,g,(sin,cos,),，方向沿斜面向下。,答案,(1),g,(sin,cos,),，方向沿斜面向下,(2),g,(sin,cos,),，方向沿斜面向下,本题为典型的在斜面上做匀变速直线运动的实例，对于这类题目的处理，运用正交分解的方法处理最合适。正交分解的方法是常用的矢量运算方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算。常见的是沿加速度方向和垂直加速度方向建立坐标系。,在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型。全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题。,1,这些模型的共同点,都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关。,2,这些模型的不同点,(1),轻绳：只能受拉力作用，不能承受压力，且方向一定沿着绳子背离受力物；认为绳子不可伸长,(,只要不被拉断,),；绳子的弹力可以发生突变,瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失。,(2),轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆；认为杆既不可伸长，也不可缩短，杆的弹力也可以发生突变。,(3),轻弹簧：既能承受拉力，也可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线与弹簧形变方向相反，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律,(,在弹性限度内,),；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变。,(4),橡皮条：只能承受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变。,3,如图,4,3,2,甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同。如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球,A,的加速度的大小为,_,，方向为,_,；小球,B,的加速度的大小为,_,，方向为,_,；图甲中倾斜细线,OA,与图乙中弹簧的拉力之比为,_(,角已知,),。,图,4,3,2,审题指导,水平细线剪断瞬间拉力突变为零，图甲中,OA,细线拉力由,F,T,突变为,F,T1,，但是图乙中,OB,弹簧要发生形变需要一定时间，弹力不能突变。,答案,g,sin,垂直倾斜细线,OA,向下,g,tan,水平向右,cos,2,分析此类问题，要分清是何种模型，明确物体受力情况，哪些力不变，哪些力发生突变。从而确定物体所受合力的变化情况，然后利用牛顿第二定律求出加速度的大小。,1,物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。,2,牛顿第二定律的表达式：,F,ma,，式中各量都取国际单位，,F,为物体,m,所受的合外力。,3,应用牛顿第二定律解题时，要选取研究对象，然后对其进行受力分析，再应用牛顿第二定律列方程求解结果。,