人教版必修1 4.3 牛頓第二定律 課件（20張）.ppt

1643 1727 牛頓 第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 3牛頓第二定律 力 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化 速度變化 產(chǎn)生加速度 力是產(chǎn)生加速度的原因 知識(shí)回顧 1 力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是怎樣的呢 a f m 推導(dǎo) a f f ma 正比于 f kma k為比例系數(shù) 假如你是科學(xué)家 你能否想個(gè)辦法把k消掉 假設(shè) 若k 1 表達(dá)式就是f ma 當(dāng)質(zhì)量是m 1kg的物體在某個(gè)力的作用下獲得加速度a 1m s2 由公式f ma我們知道這個(gè)力的大小就是f ma 1kg 1m s2 1kg m s2 后人為了紀(jì)念牛頓 就把kg m s2這個(gè)單位稱為 牛頓 用 n 表示 人為規(guī)定 1n 1kg m s2 所以 如果f a m都用國際制單位 在上式中就可以使k 1 上式簡化成 f ma 牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 f kma 思考 一 牛頓第二定律 內(nèi)容 物體加速度的大小跟作用力成正比 跟物體的質(zhì)量成反比 加速度的方向跟作用力的方向相同 f ma 牛頓第二定律更一般的表述 物體的加速度跟所受的合力成正比 跟物體的質(zhì)量成反比 加速度的方向跟合力的方向相同 合外力 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 力是產(chǎn)生加速度的原因 因果性 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 矢量性 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 同體性 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 瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性 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末給物體加上一個(gè)大小也是2n水平向左的拉力f2 則物體的加速度是多少 3 3s內(nèi)物體的加速度2m s2是由力f1產(chǎn)生的 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 2m s2 0 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 物體的合加速度等于各個(gè)分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和 獨(dú)立性 討論 從牛頓第二定律知道 無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度 可是我們用力提一個(gè)很重的物體時(shí)卻提不動(dòng)它 這跟牛頓第二定律有無矛盾 為什么 答 沒有矛盾 1 從平衡角度來看 因?yàn)樘岵粍?dòng) 所以靜止 則合外力為0 所以加速度也為0 2 從力的角度來看 物體受三個(gè)力 支持力 重力 向上提的力 這三個(gè)力中每個(gè)力都產(chǎn)生了加速度 但相互抵消 所以合加速度也是0 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)方向一定跟合外力的方向相同 小試牛刀 練習(xí)一 正交分解法 平行四邊形法 一個(gè)物體 質(zhì)量是4 受到互成120o角的兩個(gè)力f1和f2的作用 這兩個(gè)力的大小都是20n 這個(gè)物體的加速度是多少 有沒有其他方法 0 練習(xí)二 課本例2 f1x f1y f2x f2y 600 600 600 600 600 牛頓第二定律 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 小結(jié) 一 研究過程 控制變量法 二 牛頓第二定律 3 對(duì)牛頓第二定律的理解 同體性 矢量性 瞬時(shí)性 獨(dú)立性 三 用牛頓第二定律解題的一般步驟 1 確定研究對(duì)象 2 分析物體的受力情況 畫出研究對(duì)象的受力分析圖 3 求出合力 力的合成法 正交分解法 4 根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程并求解 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 s2b 3m s2c 2m s2d 0 5m s2 練習(xí)二 鞏固提高 答案 abc 練習(xí)三 如圖所示 質(zhì)量為4kg的物體靜止于光滑的水平面上 若物體受到大小為20 與水平方向成6 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 取10m s2 解 如圖受力分析有 y軸 x軸 由牛頓第二定律f合 ma得 代入數(shù)據(jù)可解得物體的加速度a 2 5m s2 一個(gè)物體質(zhì)量為m 放在一個(gè)傾角為 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 求物體的加速度 練習(xí)四 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 汽車減速時(shí)受力情況 課本例1 解 設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较蜿P(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 070s后