2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 4.4 牛頓第二定律課件 粵教版必修1.ppt

《2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 4.4 牛頓第二定律課件 粵教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 第四章 力與運(yùn)動(dòng) 4.4 牛頓第二定律課件 粵教版必修1.ppt（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第四節(jié)牛頓第二定律 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 一 一 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1 根據(jù)質(zhì)量相同 拉力不同時(shí)得到的速度 時(shí)間圖象 經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行曲線擬合后 由傾斜直線的斜率可以計(jì)算出加速度的大小 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得a F 2 在保持拉力F不變時(shí) 根據(jù)速度 時(shí)間圖象 算出加速度的大小 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得a 同一個(gè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)和非勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受的合外力各有什么特點(diǎn) 提示 前者合外力不變 后者合外力是變化的 目標(biāo)導(dǎo)航 二 一 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 牛頓第二定律及其數(shù)學(xué)表示1 內(nèi)容 物體的加速度跟物體所受合外力成正比 跟物體的質(zhì)量成反比 加速度方向跟合外力方向相同 2 表達(dá)式 a 3 力的單位 1 國(guó)際單位制中 力的單位是牛頓 符號(hào)是N 2 1N的物理意義 使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m s2的加速度的力 稱為1N 即1N 1kg m s2 4 表達(dá)式中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F m a三物理量的單位共同決定 若都取國(guó)際單位制單位 則k 1 所以牛頓第二定律的表達(dá)式可寫(xiě)作F ma 目標(biāo)導(dǎo)航 二 一 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 如圖所示的賽車(chē) 它的質(zhì)量比一般小汽車(chē)的質(zhì)量小得多 而且還安裝了一個(gè)功率強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī) 從而獲得很大的動(dòng)力 試分析這樣設(shè)計(jì)對(duì)比賽有何益處 提示 為了提高賽車(chē)的靈活性 使物體有較大的加速度 根據(jù)牛頓第二定律知 就需要減小賽車(chē)的質(zhì)量和增大其所受到的作用力 這樣設(shè)計(jì) 賽車(chē)的機(jī)動(dòng)靈活性得到提高 有益于提高比賽成績(jī) 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 一 二 典題例解 一 對(duì)牛頓第二定律的理解1 因果性 力是產(chǎn)生加速度的原因 只要物體所受的合外力不為零 物體就會(huì)產(chǎn)生加速度 2 矢量性 F ma是一個(gè)矢量式 加速度與合外力都是矢量 物體的加速度方向由它受的合外力方向決定 且總與合外力的方向相同 3 瞬時(shí)性 加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 同時(shí)產(chǎn)生 同時(shí)變化 同時(shí)消失 4 同體性 F ma中F m a都是針對(duì)同一物體而言的 5 獨(dú)立性 作用在物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律 而物體的實(shí)際加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和 牛頓第二定律的分量式為Fx max Fy may 6 相對(duì)性 物體的加速度必須是相對(duì)于地球靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系而言的 三 一 二 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 典題例解 僅通過(guò)實(shí)驗(yàn) 我們得出物體的加速度與物體的合外力成正比 與物體的質(zhì)量成反比的結(jié)論 那么 我們?nèi)绾斡脭?shù)學(xué)式子把這個(gè)結(jié)論表示出來(lái) 三 一 二 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 典題例解 例1 對(duì)牛頓第二定律的理解中 錯(cuò)誤的是 A 在F kma中 k的數(shù)值由F m a決定B 牛頓第二定律說(shuō)明當(dāng)物體有加速度時(shí) 物體才受到外力的作用C 加速度的方向總跟合外力的方向一致D 當(dāng)外力停止作用時(shí) 加速度隨之消失思路分析 理解牛頓第二定律及其表達(dá)式的物理意義是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 解析 國(guó)際上規(guī)定 質(zhì)量為1kg的物體獲得1m s2的加速度時(shí) 所受的合外力為1N 這樣選取的單位稱為國(guó)際單位 在國(guó)際單位制下 比例系數(shù)k為1 在牛頓第二定律中 加速度與合外力之間存在著因果關(guān)系 合外力是產(chǎn)生加速度的原因 且加速度的方向與合外力的方向一致 并且隨合外力的變化而變化 B選項(xiàng)說(shuō)法是錯(cuò)誤的 答案 B 三 一 二 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 典題例解 三 一 二 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 典題例解 一物塊靜止在粗糙的水平桌面上 從某時(shí)刻開(kāi)始 物塊受到一方向不變的水平拉力作用 假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力 以a表示物塊的加速度大小 F表示水平拉力的大小 能正確描述F與a之間關(guān)系的圖象是 答案 C解析 設(shè)物塊受的滑動(dòng)摩擦力為f 當(dāng)拉力F增大至等于滑動(dòng)摩擦力時(shí) 物塊才開(kāi)始滑動(dòng) 根據(jù)牛頓第二定律得F f ma 則F f ma C項(xiàng)正確 三 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 三 二 合外力 加速度 速度的關(guān)系1 物體所受合外力的方向決定了其加速度的方向 合外力與加速度的大小關(guān)系是F ma 只要有合外力 就有加速度 只要合外力為零 加速度就為零 與速度的大小無(wú)關(guān) 只有速度的變化率才與合外力有必然的聯(lián)系 2 合外力與速度同向時(shí) 物體做加速運(yùn)動(dòng) 與速度反向時(shí)物體做減速運(yùn)動(dòng) 3 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 即力 加速度 速度變化 物體所受到的合外力大小決定了物體的加速度大小 而加速度大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度變化量大小 加速度的大小與速度的大小無(wú)關(guān) 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 牛頓第二定律不僅描述了F m a的數(shù)量關(guān)系 還描述了它們之間的方向關(guān)系 結(jié)合實(shí)驗(yàn)的探究 試分析它們的方向關(guān)系如何 提示 質(zhì)量沒(méi)有方向 是標(biāo)量 加速度方向與合外力方向一致 三 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 三 例2 如圖所示 粗糙水平面上的物體在水平拉力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)使F不斷減小 則在滑動(dòng)過(guò)程中 A 物體的加速度不斷減小 速度不斷增大B 物體的加速度不斷增大 速度不斷減小C 物體的加速度先變大再變小 速度先變小再變大D 物體的加速度先變小再變大 速度先變大再變小思路分析 加速度的方向與合外力的方向一致 當(dāng)加速度方向與速度方向一致時(shí) 速度增加 當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí) 速度減小 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 三 解析 物體在水平方向上受到拉力和摩擦力作用 先有F合 F f 后有F合 f F 在F不斷減小的過(guò)程中 物體所受合力先減小 后反向變大 由可知 a應(yīng)先減小再變大 由于a的方向與v方向先同向再反向 所以 物體的速度先變大再變小 D項(xiàng)正確 答案 D 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 一有固定斜面的小車(chē)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng) 小球通過(guò)細(xì)繩與車(chē)頂相連 小球某時(shí)刻正處于圖示狀態(tài) 設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為FN 細(xì)繩對(duì)小球的拉力為FT 關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況 下列說(shuō)法正確的是 A 若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng) FN可能為零B 若小車(chē)向左運(yùn)動(dòng) FT不可能為零C 若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng) FN不可能為零D 若小車(chē)向右運(yùn)動(dòng) FT不可能為零答案 A 三 一 二 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 解析 若小車(chē)向左做減速運(yùn)動(dòng) 則加速度方向向右 若小球受重力和繩子的拉力的合力可以使小球的加速度與小車(chē)的加速度相同 故此時(shí)FN為零 故A正確 若小車(chē)向左加速運(yùn)動(dòng) 則加速度方向向左 若此時(shí)重力與斜面的支持力的合力可以使小球的加速度與小車(chē)的加速度相同 則繩子的拉力為零 故B錯(cuò)誤 同理可知當(dāng)小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 也可能做加速或減速運(yùn)動(dòng) 即加速度方向也可能向右或向左 所以FN和FT均可以為零 故C D均錯(cuò)誤 三 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 三 牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用1 解題步驟 1 明確研究對(duì)象 2 進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)情況分析 作出運(yùn)動(dòng)或受力示意圖 3 求合外力或加速度 4 根據(jù)F ma列方程求解 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 2 解題方法 1 矢量合成法 若物體只受兩個(gè)力作用時(shí) 應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)力的合力 再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向 加速度的方向就是物體所受合外力的方向 反之 若知道加速度的方向 也可應(yīng)用平行四邊形定則求物體所受的合外力 2 正交分解法 當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí) 常用正交分解法求物體的合外力 應(yīng)用牛頓第二定律求加速度 在實(shí)際應(yīng)用中常將受力分解 且將加速度所在的方向選為x軸或y軸 有時(shí)也可分解加速度 即 三 二 知識(shí)精要 思考探究 遷移應(yīng)用 典題例解 一 高速公路上的汽車(chē) 如果車(chē)輛發(fā)生故障 需停車(chē)檢修 應(yīng)在離車(chē)150m遠(yuǎn)的地方豎一警示牌 這150m距離是參考了哪些因素 如何知道這些因素 提示 參考了后面汽車(chē)從發(fā)現(xiàn)警示牌到運(yùn)動(dòng)到故障汽車(chē)處所行駛的距離大小由知 只要知道限速v和剎車(chē)時(shí)的加速度a即可 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 例3 如圖所示 質(zhì)量為5kg的物體 在與水平面成30 角的拉力作用下 沿水平面向右做直線運(yùn)動(dòng) 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 2 已知F 30N 求物體的加速度 g取10m s2 思路分析 對(duì)物體進(jìn)行受力分析 求出水平方向上的合力 用a 求a 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 解析 以物體為研究對(duì)象 視為質(zhì)點(diǎn) 受力分析如圖所示 建立如圖所示的坐標(biāo)系 由牛頓第二定律得 其中f FN聯(lián)立以上三式解得a 3 8m s2 答案 3 8m s2 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 圖甲為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的示意圖 讓小球由傾角為 的光滑斜面滑下 然后在不同的 角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn) 最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng) 分析該實(shí)驗(yàn)可知 小球?qū)π泵娴膲毫?小球運(yùn)動(dòng)的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨 變化的圖象分別對(duì)應(yīng)圖乙中的 A 和 B 和 C 和 D 和 答案 B 一 三 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 思考探究 二 解析 小球?qū)π泵娴膲毫N mgcos 小球運(yùn)動(dòng)的加速度a gsin 隨著斜面傾斜角的增大 壓力逐漸減小 加速度逐漸變大 重力加速度不變 B選項(xiàng)符合題意