人教版物理必修一《第四章+牛顿运动定律3+牛顿第二定律》课件（共26张）.ppt

第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律 物体运动状态的改变需要有物体运动状态的改变需要有力的作用，物体运动状态改力的作用，物体运动状态改变的快慢（加速度），不仅变的快慢（加速度），不仅与物体所受力有关，还与物与物体所受力有关，还与物体的惯性有关，牛顿第二定体的惯性有关，牛顿第二定律揭示了加速度与外力及质律揭示了加速度与外力及质量的关系量的关系 如图所示的实验装置，取两个质量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘，盘里分别放着数目不等的砝码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重量F的大小，可以通过增、减砝码来改变，车的后端也分别系上绳用一只夹子夹住两根细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动方法：控制变量法 先确定m，研究a与F的关系； 再确定F，研究a与m的关系。几位同学的实验数据:车m = 186.7g（固定）数据F（N）a（m/s2）10.050.26820.0830.43530.1150.61640.180.964表一：表二：几位同学的实验数据:F = 0.05N（固定）数据m(g)1/ma（m/s2）1186.70.00540.2682236.70.00420.2113286.70.00350.1744336.70.0030.149验证牛顿第二定律实验（数据）0 0.05 0.1 0.15 0.201.4 1.21.00.80.60.4 0.2 a F(N)0 100 200 300 4000.35 0.300.250.200.150.10 0.05 m/g0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0050.35 0.300.250.200.150.10 0.05 1/m 第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律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？把把能够使质量是能够使质量是1 kg1 kg的物体产生的物体产生1 m/s1 m/s2 2 的的加速度加速度的这么大的力定义为的这么大的力定义为1 N1 N，即，即 1 1牛牛=1=1千克千克 米米/ /秒秒2 2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，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 1.1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，内容：物体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合合 mama 合外力质量加速度a 的方向与F 的方向一定相同F、m、a 是对于同一个物体而言的F 和a 时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化每个力各自独立地使物体产生一个加速度矢量性矢量性瞬时性瞬时性独立性独立性同体性同体性2.2.对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解下列说法正确的是：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 2、物体速度为零，合外力一定为零、物体速度为零，合外力一定为零3 3、物体合外力为零时，速度一定为零、物体合外力为零时，速度一定为零4 4、物体合外力减小时，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6 6、物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用7 7、根据、根据m = F/a m = F/a ，物体的质量跟外力成正比，物体的质量跟外力成正比， 跟加速度成反比跟加速度成反比 从牛顿第二定律知道，无论怎样小的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？应该怎样解释这牛顿第二定律有无矛盾？应该怎样解释这个现象？个现象？问问：牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗？答：不能。牛顿第一定律以伽利略的理想实答：不能。牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础，得出了物体不受外力时的运动规验为基础，得出了物体不受外力时的运动规律，即物体不受力时保持匀速直线运动状态律，即物体不受力时保持匀速直线运动状态或静止状态。同时，牛顿第一定律指出了力或静止状态。同时，牛顿第一定律指出了力和运动的关系的内涵。在此基础上人们才能和运动的关系的内涵。在此基础上人们才能准确的研究物体受力时的运动规律，故牛顿准确的研究物体受力时的运动规律，故牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛顿第二定律的特例。以牛顿第一定律为基础，顿第二定律的特例。以牛顿第一定律为基础，牛顿第二定律则进一步定量给出了决定物体牛顿第二定律则进一步定量给出了决定物体加速度的因素。加速度的因素。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FFNG1、确定研究对象。2、分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图。3、求出合力。4、选取正方向，根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。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 Fxy0 0F F1 1F F2 2有没有其他方法？0 0F F1 1F F2 2a a2 2a a1 1a a质量不同的物体，所受的重力不一样，它质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？解释？ 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 2ABCABC 在光滑水平面上的木块，在水平方向在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做块将做 ( )( )A A、匀减速运动、匀减速运动B B、匀加速运动、匀加速运动C C、速度逐渐减小的变加速运动、速度逐渐减小的变加速运动D D、速度逐渐增大的变加速运动、速度逐渐增大的变加速运动D D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 1一、牛顿第二定律内容及表达式一、牛顿第二定律内容及表达式二、对牛顿第二定律的理解：二、对牛顿第二定律的理解：同体性、瞬时性、矢量性、独立性同体性、瞬时性、矢量性、独立性三、运用牛顿第二定律解题三、运用牛顿第二定律解题轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）绳的弹力瞬间消失）轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）力瞬间消失）