物理必修 第一冊(cè)3 牛頓第二定律教課內(nèi)容ppt課件

這是一份物理必修 第一冊(cè)3 牛頓第二定律教課內(nèi)容ppt課件，共28頁。PPT課件主要包含了a∝F，F(xiàn)∝ma，正比于，F(xiàn)＝kma，k為比例系數(shù)，F(xiàn)＝ma，一牛頓第二定律，合外力，力是產(chǎn)生加速度的原因，因果性等內(nèi)容，歡迎下載使用。
國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，“1N”的力是使質(zhì)量是1kg的物體獲得加速度1 m/s2的加速度所需要的力， 人為規(guī)定 : 1N=1kg.m/s2
所以，如果F,a,m都用國(guó)際制單位，在上式中就可以使k=1，上式簡(jiǎn)化成
牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式
思考：k=?
內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.
牛頓第二定律更一般的表述：
物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.
問題1. 牛頓第二定律中指出加速度與力成正比，能否說成力與加速度成正比，為什么？
二. 對(duì)牛頓第二定律的理解
問題2. 在牛頓第二定律的表達(dá)式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是標(biāo)量？這兩個(gè)矢量的方向關(guān)系是怎么樣？
物體受力方向決定物體的加速度方向。故加速度 a 的方向與力F的方向是一致的。
問題3. 從牛頓第二定律的內(nèi)容分析, F、m、 a是對(duì)于幾個(gè)物體而言的?
F、m、a 都是屬于同一個(gè)物體的，研究對(duì)象是統(tǒng)一的。
問題4.放在光滑水平面上的物體，在水平拉力F作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)， (1)如果力F逐漸減小到0的過程中，物體的加速度將怎樣變化?速度將怎樣變化?(2)當(dāng)力F減到0時(shí)，加速度為___,速度達(dá)到___
加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,同時(shí)變化.
問題5.如圖：一質(zhì)量為1kg的物體靜置在光滑水平面上，0時(shí)刻開始，在水平向右的方向上施加大小為2N的力F1，則 (1) 物體產(chǎn)生的加速度是多大？
(2)若在3s末給物體再加上一個(gè)大小也是2N，方向水平向左的拉力F2，則物體的加速度是多大？
(3)3s后物體的加速度為0，那是不是說3s后F1不再產(chǎn)生加速度了呢？
物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立性原理。物體的加速度等于各個(gè)分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和。
汽車重新加速時(shí)的受力情況
某質(zhì)量為1100kg的汽車在平直路面上試車，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時(shí)牽引力為2000N，產(chǎn)生的加速度應(yīng)為多大？假定試車過程中汽車受到的阻力不變。
解:設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较? 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后： 汽車水平受力如右圖(1) 汽車初速 v0=100km/h=27.8m/s 汽車末速 v=0 汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t=70s因此，汽車的加速度 有牛頓第二定律得汽車受到的阻力為負(fù)號(hào)表示與速度方向相反
重新啟動(dòng)后：汽車水平受力如右圖(2) F合=F-f阻 =2000N-437N =1563N有牛頓第二定律得汽車的加速度為 加速度方向與汽車速度方向相同
例2：某同學(xué)在列車車廂的頂部用細(xì)線懸掛一個(gè)小球，在列車以某一加速度漸漸啟動(dòng)的過程中，細(xì)線就會(huì)偏過一定角度并相對(duì)車廂保持靜止，通過測(cè)定偏角的大小就能確定列車的加速度。在某次測(cè)定中，懸線與豎直方向的夾角為θ，求列車的加速度。
選擇小球?yàn)檠芯繉?duì)象。 設(shè)小球的質(zhì)量為m，小球在豎直平面內(nèi)受到重力mg、繩的拉力FT 。在這兩個(gè)力的作用下，小球產(chǎn)生水平方向的加速度a。這表明，F(xiàn)T與mg的合力方向水平向右，且
根據(jù)牛頓第二定律，小球具有的加速度為
小球在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上處于平衡狀態(tài)。建立圖所示的直角坐標(biāo)系。將小球所受的拉力FT分解為水平方向的Fx和豎直方向的Fy。
Fy － mg ＝ 0，F(xiàn)y ＝FT cs θ
Fx＝FT sin θ
FT sin θ＝ ma
（1）（2）式聯(lián)立，可以求得小球的加速度為
列車的加速度與小球相同，大小為gtan θ，方向水平向右。
FT cs θ ＝ mg
例：光滑水平面上有一個(gè)物體，質(zhì)量是2㎏，受到互成120角的兩個(gè)水平力F1和F2的作用。這兩個(gè)力的大小都是10N，這個(gè)物體的加速度是多大？
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三.用牛頓第二定律解題的一般步驟
2.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析
3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)
4.根據(jù)牛頓第二定律F=ma建立方程并求解。
下列說法正確的是： 1、物體合外力減小時(shí)，加速度一定減小2、物體合外力減小時(shí)，速度一定減小 3、物體速度為零，合外力一定為零 4、物體合外力為零時(shí)，速度一定為零 5、物體的運(yùn)動(dòng)方向一定跟合外力方向相同6、物體的加速度方向一定跟合外力方向相同
質(zhì)量為1kg 的物體受到兩個(gè)大小分別為2N 和4N 的共點(diǎn)力作用。則物體的加速度大小可能是A、5m/s2 B、3m/s2C、2m/s2 D、0.5m/s2
如圖所示,質(zhì)量為4 kg的物體靜止于光滑的水平面上,若物體受到大小為20 Ｎ,與水平方向成60°角斜向上的拉力F作用時(shí)沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng),求物體的加速度是多大?(ｇ取10 m/s2)
解：對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖：
在豎直方向上合力為零，在水平方向上，F(xiàn)合=Fcsθ由牛頓第二定律得：
代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度a=2.5 m/s2.
一個(gè)物體質(zhì)量為m，放在一個(gè)傾角為θ的斜面上，物體從斜面頂端由靜止開始加速下滑（1）若斜面光滑，求物體的加速度？（2）若斜面粗糙，已知?jiǎng)幽Σ烈驍?shù)為μ，求物體的加速度？
靜止在光滑水平面上的木塊受到一個(gè)方向不變、大小從某一數(shù)值逐漸減小的水平外力作用時(shí)，木塊將做 ( )A.勻減速運(yùn)動(dòng)B.勻加速運(yùn)動(dòng)C.加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)D.加速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)
拓展：如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度各是多少？
aA=2g，方向豎直向下aB=0
重力不可突變摩擦力可突變彈力： 微觀形變---可突變（輕繩中的拉力、支持力、壓力） 宏觀形變---不可突變（彈簧的彈力、橡皮繩的拉力）
如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出木板的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2。重力加速度大小為g。則有( )A.a1=0，a2=g B.a1=g，a2=gC.a1=0，a2= D.a1=g，a2=
思考：在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，為什么只有當(dāng)盤和砝碼的質(zhì)量m遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的質(zhì)量M時(shí)，才有盤和砝碼的總重力等于小車受到的拉力？
1、內(nèi)容:物體加速度與合外力F合成正比.與質(zhì)量m成反比.加速度方向與合外力方向相同.
一、研究過程：控制變量法
3、對(duì)牛頓第二定律的理解：