部分第四章第3节牛顿第二定律.ppt

第第四四章章牛牛顿顿运运动动定定律律理解教材新知理解教材新知把握热点考向把握热点考向应用创新演练应用创新演练考向一考向一考向二考向二随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练第第3 3节节牛牛顿顿第第二二定定律律知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三考向三考向三返回返回返回1物体加速度的大小跟它受到的作用力成物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比；加速度的方正比，跟它的质量成反比；加速度的方向跟作用力的方向相同。向跟作用力的方向相同。2表达式：表达式：Fma。3物体的加速度与物体所受的合外力具有物体的加速度与物体所受的合外力具有瞬时对应关系。瞬时对应关系。4当物体的质量是当物体的质量是1 kg，在某力的作用下，在某力的作用下获得的加速度是获得的加速度是1 m/s2时，则这个力就时，则这个力就是是1 N。返回返回 自学教材自学教材 1内容内容 物体加速度的大小跟它受到的物体加速度的大小跟它受到的 成正比、跟它成正比、跟它的的 成反比，加速度的方向跟成反比，加速度的方向跟 的方向相同。的方向相同。2表达式表达式 (1)比例式：比例式：a 或或F 。(2)等式：等式：F ，其中，其中k为比例系数，为比例系数，F为物体所受为物体所受的的 。作用力作用力质量质量ma作用力作用力kma合外力合外力返回 重点诠释重点诠释 牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律，指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律，还应从以下几个方面深刻理解。还应从以下几个方面深刻理解。(1)因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受因果性：力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为的合力不为0(无论合力多么小无论合力多么小)，物体就产生加速度。，物体就产生加速度。(2)矢量性：加速度与合力都是矢量。物体的加速度矢量性：加速度与合力都是矢量。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同(同同向性向性)。返回 (3)瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产瞬时性：加速度与合力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。生，同时变化，同时消失。(4)同体性：同体性：F、m、a都是对同一物体而言的。都是对同一物体而言的。(5)独立性：作用在物体上的每一个力各自产生的加速独立性：作用在物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。产生的加速度的矢量和。(6)相对性：物体的加速度必须是相对于地球静止或匀相对性：物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。速直线运动的参考系而言的。返回1关于速度、加速度、合力的关系，下列说法中错误的是关于速度、加速度、合力的关系，下列说法中错误的是()A原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度间，物体立刻获得加速度B加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同方向可能相同，也可能不同C在初速度为在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的合力的方向总是一致的D合力变小，物体的速度一定变小合力变小，物体的速度一定变小返回解析：解析：由牛顿第二定律知物体的加速度与其所受外力具有瞬时由牛顿第二定律知物体的加速度与其所受外力具有瞬时对应关系，且加速度方向与合外力方向始终一致，所以对应关系，且加速度方向与合外力方向始终一致，所以A、B正正确，若物体的初速度为确，若物体的初速度为0，则速度、加速度与合外力的方向一，则速度、加速度与合外力的方向一致，致，C正确，合为变小，物体的加速度变小，但速度是变大还正确，合为变小，物体的加速度变小，但速度是变大还是变小取决于加速度与速度的方向关系，是变小取决于加速度与速度的方向关系，D错误。错误。答案：答案：D返回 (1)国际单位制中，力的单位是国际单位制中，力的单位是 ，符号，符号 。(2)力的定义：使质量为力的定义：使质量为1 kg的物体产生的物体产生 的加速度的的加速度的力，称为力，称为1 N，即，即1 N1 。(3)比例系数比例系数k的含义的含义 关系式关系式Fkma中的比例系数中的比例系数k的数值由的数值由F、m、a三量的单位三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取 、作单位时，系数作单位时，系数k 。牛顿牛顿N1 m/s2kgm/s2Nkgm/s21返回2在牛顿第二定律的数学表达式在牛顿第二定律的数学表达式Fkma中，有关比例系数中，有关比例系数k的说法，不正确的是的说法，不正确的是 ()Ak的数值由的数值由F、m、a的数值决定的数值决定Bk的数值由的数值由F、m、a的单位决定的单位决定C在国际单位制中在国际单位制中k1D取的单位制不同取的单位制不同,k的值也不同的值也不同返回解析：解析：物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系，在定了物理量的单位关系，在Fkma中，只有中，只有m的单位取的单位取kg，a的单位取的单位取m/s2，F的单位取的单位取N时，时，k才等于才等于1，即在国际，即在国际单位制中单位制中k1，故，故B、C、D正确。正确。答案：答案：A返回 1.应用牛顿第二定律解题的方法应用牛顿第二定律解题的方法 (1)矢量合成法：矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向。加速度的方向就是物体所受合力的方向。反之，若知道加速度加速度的方向就是物体所受合力的方向。反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力。的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力。返回返回 2应用牛顿第二定律解题的一般步骤应用牛顿第二定律解题的一般步骤 (1)根据题意正确地选取研究对象。根据题意正确地选取研究对象。(2)对研究对象进行受力情况和运动情况分析，并画出受对研究对象进行受力情况和运动情况分析，并画出受力图和运动情景图。力图和运动情景图。(3)求合力，在用合成法或正交分解法求合力时，通常选求合力，在用合成法或正交分解法求合力时，通常选加速度的方向为正方向。加速度的方向为正方向。(4)根据牛顿第二定律列方程并求解，注意单位的统一。根据牛顿第二定律列方程并求解，注意单位的统一。返回返回答案：答案：C返回返回 例例1如图如图431所示，静止在光所示，静止在光滑水平面上的物体滑水平面上的物体A，一端靠着处于，一端靠着处于自然状态的弹簧。现对物体作用一水自然状态的弹簧。现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是加速度变化的情况是()A速度增大，加速度增大速度增大，加速度增大 B速度增大，加速度减小速度增大，加速度减小 C速度先增大后减小，加速度先减小后增大速度先增大后减小，加速度先减小后增大 D速度先增大后减小，加速度先增大后减小速度先增大后减小，加速度先增大后减小 图图431返回 思路点拨思路点拨速度增大还是减小，要看速度和加速度的速度增大还是减小，要看速度和加速度的方向关系，加速度大小的变化是由合力大小变化决定的。方向关系，加速度大小的变化是由合力大小变化决定的。解析解析力力F作用在作用在A上的开始阶段，弹簧弹力上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(Fkx)随随x增增大而减小，加速度减小，当大而减小，加速度减小，当Fkx以后，随物体以后，随物体A向左运动，向左运动，弹力弹力kx大于大于F，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度a随随x的增大而增大，综上所述，只有的增大而增大，综上所述，只有C正确。正确。答案答案C返回 (1)物体的加速度变化情况，由物体的合外力变化来物体的加速度变化情况，由物体的合外力变化来确定，只要分析物体受力情况，确定了合外力的变化规律，确定，只要分析物体受力情况，确定了合外力的变化规律，即可由牛顿第二定律确定加速度的变化规律。即可由牛顿第二定律确定加速度的变化规律。(2)物体速度的变化由物体的加速度决定，速度与加速物体速度的变化由物体的加速度决定，速度与加速度同向，速度增加；速度与加速度反向，速度减小。度同向，速度增加；速度与加速度反向，速度减小。借题发挥借题发挥返回1在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的合力逐渐减小而方向不变时，物体的()A加速度越来越大，速度越来越大加速度越来越大，速度越来越大B加速度越来越小，速度越来越小加速度越来越小，速度越来越小C加速度越来越大，速度越来越小加速度越来越大，速度越来越小D加速度越来越小，速度越来越大加速度越来越小，速度越来越大返回解析：解析：由于物体原来做匀加速直线运动，说明物体所受合力的由于物体原来做匀加速直线运动，说明物体所受合力的方向和运动方向相同，当合力逐渐减小时，由牛顿第二定律知，方向和运动方向相同，当合力逐渐减小时，由牛顿第二定律知，物体的加速度在逐渐减小，但加速度方向并未改变，物体仍在物体的加速度在逐渐减小，但加速度方向并未改变，物体仍在做加速运动，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度的做加速运动，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度的变化率小了。综上所述，正确答案为变化率小了。综上所述，正确答案为D。答案：答案：D返回 例例2如图如图432所示，天花板上用所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时，上面的小球断细绳时，上面的小球A与下面的小球与下面的小球B的加速度为的加速度为()AaAg，aBg BaAg，aB0 CaA2g，aB0 DaA0，aBg 图图432返回 审题指导审题指导解答本题应注意把握以下三点：解答本题应注意把握以下三点：(1)细绳剪断前细绳剪断前A、B两球的受力情况。两球的受力情况。(2)细绳剪断后细绳剪断后A、B两球的受力中哪些发生变化哪些两球的受力中哪些发生变化哪些不变，合力是多少。不变，合力是多少。(3)根据牛顿第二定律确定加速度。根据牛顿第二定律确定加速度。返回答案答案C返回 对于瞬时突变问题，要明确两种基本模型的特点：对于瞬时突变问题，要明确两种基本模型的特点：(1)轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或别的值。可以突变，成为零或别的值。(2)轻弹簧轻弹簧(或橡皮绳或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大小不变。时问题中，其弹力不能突变，大小不变。借题发挥借题发挥返回图图433 返回解析：解析：撤去撤去F时刻，弹簧来不及发生形变，时刻，弹簧来不及发生形变，A的受力情况的受力情况不变，合外力为零；不变，合外力为零；B在水平方向受弹力作用，弹力大小在水平方向受弹力作用，弹力大小等于等于F，所以只有所以只有D项正确。项正确。答案：答案：D返回 例例3如图如图434所示，沿水平所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向小球的悬线偏离竖直方向37角，球和角，球和车厢相对静止，球的质量为车厢相对静止，球的质量为1 kg。(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)求悬线对球的拉力。求悬线对球的拉力。图图434返回思路点拨思路点拨 解析解析法一：法一：(合成法合成法)(1)小球和车厢相对静止，它们的加速小球和车厢相对静止，它们的加速度相同。以小球为研究对象，对小球度相同。以小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示，小球所受合进行受力分析如图所示，小球所受合力力F合合mgtan 37，由牛顿第二定律得小球的加速度为由牛顿第二定律得小球的加速度为返回返回法二：法二：(正交分解法正交分解法)(1)建立直角坐标系如图所示，建立直角坐标系如图所示，返回 答案答案(1)7.5 m/s2，方向水平向右车厢可能向右做，方向水平向右车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动(2)12.5 N返回 (1)应用牛顿第二定律解题时，正确选取研究对象及受应用牛顿第二定律解题时，正确选取研究对象及受力分析至关重要，本题中分析车厢的运动要考虑它的双向力分析至关重要，本题中分析车厢的运动要考虑它的双向性，加速度性，加速度a一定与一定与F合合同向，但速度不一定与加速度同同向，但速度不一定与加速度同方向。方向。(2)合成法常用于两个互成角度的共点力的合成，正交合成法常用于两个互成角度的共点力的合成，正交分解法常用于三个或三个以上互成角度的共点力的合成。分解法常用于三个或三个以上互成角度的共点力的合成。借题发挥借题发挥返回3一个质量为一个质量为20 kg的物体，从斜面的顶端由静止匀加速的物体，从斜面的顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2，斜面与水平面，斜面与水平面间的夹角为间的夹角为37。求物体从斜面下滑过程中的加速度。求物体从斜面下滑过程中的加速度。(g取取10 m/s2)解析：解析：物体受力如图所示。物体受力如图所示。x轴方向：轴方向：GxFfma。y轴方向：轴方向：FNGy0。其中其中FfFN，所以所以agsin gcos 4.4 m/s2。答案：答案：4.4 m/s2方向沿斜面向下方向沿斜面向下返回返回点击下图片进入点击下图片进入“随堂基础巩固随堂基础巩固”返回点击下图片进入点击下图片进入“课时跟踪训练课时跟踪训练”