牛顿第二定律(公开课).ppt

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1、(1643-1727)牛顿牛顿复习：力和运动的关系是怎样的？力是改变物体运动状态的原因力是物体速度改变的原因力是产生加速度的原因力是产生加速度的原因问题：加速度与哪些因素有关？加速度与力、质量有关加速度与力、质量有关实验装置图实验装置图一、一、 实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系小车小车纸带纸带打点计时器打点计时器方案：方案：利用打点计时器来探究加速度与力、利用打点计时器来探究加速度与力、质量的关系质量的关系（1 1）保持小车质量不变，改变拉力，测）保持小车质量不变，改变拉力，测出不同拉力出不同拉力F F作用下小车的加速度作用下小车的加速度a a，然后，然后作出作

2、出aFaF图象图象（2 2）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同）保持拉力不变，改变小车质量，测出不同质量时小车的加速度质量时小车的加速度a a，然后作出，然后作出amam图象，图象，再转化为再转化为a1/ma1/m困难：如何求加速度？困难：如何求加速度？1、实验方案（控制变量法）、实验方案（控制变量法）（1）、小桶和砝码的质量要远远小于小）、小桶和砝码的质量要远远小于小车的质量，这样小车受到的拉力才等于车的质量，这样小车受到的拉力才等于砝码的质量。砝码的质量。（2）、要将长木板的一端适当垫高，用）、要将长木板的一端适当垫高，用小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。小车的重力的分力将摩擦力平衡掉。（

3、3）、控制变量法：）、控制变量法：m不变，不变，F变时：小车的质量不变，变时：小车的质量不变，改变小桶内钩码的个数。改变小桶内钩码的个数。F不变，不变， m变时：保持小桶和小桶内变时：保持小桶和小桶内钩码个数不变，在小车上放上钩码。钩码个数不变，在小车上放上钩码。2、注意事项、注意事项实验数据的记录处理：实验数据的记录处理： Fa0 实验数据实验数据实验次数实验次数a aF F第一次第一次第二次第二次第三次第三次（一）、加速度与力的关系（一）、加速度与力的关系实验基本思路：实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车保持小车的质量不变，测量小车在不同的合力（拉力）作用下物体的加速度，分析在不同的

4、合力（拉力）作用下物体的加速度，分析加速度与合外力加速度与合外力 的关系。的关系。 实验数据记录处理：实验数据记录处理： m1实验数据实验数据实验次数实验次数a am m第一次第一次第二次第二次第三次第三次1/ma0（二）、加速度与质量的关系（二）、加速度与质量的关系实验的基本思路：实验的基本思路：保持小车所受的合外力相同，测量不保持小车所受的合外力相同，测量不同质量的小车在该力的作用下的加速度，分析加速度与同质量的小车在该力的作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。质量的关系。 实验结论：实验结论：实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系 探究方法：控制变量法探究方法

5、：控制变量法aF加速度与力的关系加速度与力的关系am1加速度与质量的关系加速度与质量的关系a Fa m1一定：maF1一定：FamFamF maF ma物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质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，量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同加速度的方向跟作用力的方向相同牛顿第二定律牛顿第二定律F=kmaF=kma归纳：归纳：1 1N N=1kg.m/s=1kg.m/s2 2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=ma若规定若规定则则K=1牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的理解 从从F=ma可知：无论一个多小的力可知：无论一

6、个多小的力F都可都可以使物体产生加速度以使物体产生加速度a，可是蚂蚁用力却，可是蚂蚁用力却推不动放在水平地面上的一块砖，这跟推不动放在水平地面上的一块砖，这跟牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？牛顿第二定律有没有矛盾？为什么？思考与讨论思考与讨论牛顿第二定律进一步的表述为：牛顿第二定律进一步的表述为：物体的加速度的大小与合外力成物体的加速度的大小与合外力成正比正比. .与质量成反比与质量成反比. .加速度方向与加速度方向与合外力方向相同合外力方向相同. .表达式：表达式：F F合合=ma=ma理理解解: :a a =m mF(1)同体性同体性: a 、F、m对应于同一物体对应于同一物体 牛顿第二定

7、律内容中前半句话牛顿第二定律内容中前半句话的的“物体物体”是指同一个物体吗是指同一个物体吗?理理解解: :a a =m mF牛顿第二定律内容中后半句话：牛顿第二定律内容中后半句话： 加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度的方向跟作用力的方向相同。FA光滑水平面光滑水平面F和和a都是矢量都是矢量, 牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma是一个矢量式是一个矢量式, 它反映了它反映了加速度方向始终跟合力方向相同加速度方向始终跟合力方向相同. (2)矢量性矢量性:a与与F 的方向的方向总是总是相同相同理理解解: :a a =m mFFA光滑水平面光滑水平面物体受到拉力物体受到拉力F之前静止之前静止 物体受到

8、拉力物体受到拉力F之后做什么运动之后做什么运动? 撤去拉力撤去拉力F后，物体做什么运动后，物体做什么运动? F增大、减小时，增大、减小时，a怎样怎样?物体的加速度随合力的变化而变化物体的加速度随合力的变化而变化, , 存在瞬时对应的关系存在瞬时对应的关系. .(3) 瞬时瞬时性性（同时性）（同时性）: a与与F是瞬时对应关系是瞬时对应关系a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化下列说法正确的是：下列说法正确的是：A.A.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B .B .物体的加速度方向一定跟合外力的方向物体的加速度方向一定跟合外力的方向相同相同C. C.

9、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D.D.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E.E.受恒力作用的物体加速度大小一定不变受恒力作用的物体加速度大小一定不变巩固练习巩固练习 某质量为某质量为1000kg1000kg的汽车在平直路面试车，当的汽车在平直路面试车，当达到达到108km/h108km/h的速度时关闭发动机，经过的速度时关闭发动机，经过60s60s停停了下来。汽车受到的阻力的多大？重新起步加了下来。汽车受到的阻力的多大？重新起步加速时牵引力为速时牵引力为2000N2000N，产生的加速度为多大？，产生的加速度为多大？假定试车过程中汽车

10、受到的阻力不变。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。例例 题题 1 1汽车减速时的受力情况汽车减速时的受力情况GF阻阻N汽车重新加速时的受力情况汽车重新加速时的受力情况GF阻阻NF牵牵500N 1.5m/s2小小 结结明明 确确 研研 究究 对对 象象受力情况受力情况运动情况运动情况受力分析受力分析画力的示意图画力的示意图加速度加速度运动分析运动分析画运动草图画运动草图牛顿定律应用的一般思路牛顿定律应用的一般思路 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，

11、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例例 题题 2 2a a =m mF矢量性矢量性如图所示，天花板上用如图所示，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，aB

12、0 CaA2g，aB0 DaA0，aBg 例例 题题 3 3Ca a =m mF瞬时性瞬时性(4)独立性独立性:每个力各自独立地使物体每个力各自独立地使物体 产生一个加速度产生一个加速度(2)矢量性矢量性:a与与F 的方向的方向总是总是相同相同(3)同时（瞬时）性同时（瞬时）性:a与与F总是同生同灭同变化总是同生同灭同变化(5)因果性因果性:m是内因、是内因、 F是外因是外因; a由由F、m共同决定共同决定 (6)相对性相对性:惯性参照系惯性参照系 (地面系地面系)(7)统一性统一性:统一用国际制的单位统一用国际制的单位a a =m mF(1)同体性同体性:F、m、a对应于同一物体对应于同一物

13、体 理理解解: :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性瞬时性瞬时性独立性独立性1 1、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

14、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，求物体的加速度物体的加速度? NFa afF2F1 一质量为一质量为20kg的物体放在水平地面上，它的物体放在水平地面上，它与水平地面的动摩擦因数为与水平地面的动摩擦因数为0.5,现在将一与现在将一与水平方向成水平方向成370角的拉力角的拉力F作用在物体上，作用在物体上，使物体从静止开始加速运动，使物体从静止开始加速运动，10s末撤去平末撤去平力。力。g取取10m/s2。求：。求： （1）物体在）物体在10s内的位移内的位移 （2）撤去拉力后物体还能滑行多远？）撤去拉力后物体还能滑行多远？练习练习2 2