高中人教版 (2019)第四章 运动和力的关系3 牛顿第二定律教课内容课件ppt

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1．理解牛顿第二定律的内容；知道牛顿第二定律表达式的确切含义。2．知道国际单位制中力的单位是怎样定义的3．知道量度式a= 与决定式a= 的区别。4．能运用牛顿第二定律解决实际问题，并在解决问题的过程中掌握一定的解题方法。
m 一定时，a ∝ F
F一定时，a ∝ 1/m
质量一定时，加速度a与合外力成正比
合外力一定时，加速度a与质量成反比
能否想个办法把 k 消掉？
把能够使质量是1 kg的物体产生1 m/s2 的加速度的这么大的力定义为1 N，即 1N=1kg· m/s2
1.观看赛车启动视频，你认为赛车的什么性能最重要？2.要想使赛车启动获得较大的加速度我们该如何设计汽车？为什么？
当物体质量一定时，它的a与F合成 ______，
当物体受力一定时，它的a与m成_______。
假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？
牛顿：把使质量是1kg的物体产生1 m/s2 的加速度的力的大小定义为1N，那么k=1了。
物体的a大小与它的合外力成正比，跟它的m成反比。 a的方向跟它的合外力方向相同。
3.矢量性：F与a都是矢量， 加速度的方向总与合外力方向相同
2.同体性：F、m、a是对同一个物体而言
4. 瞬时性：F与a同时产生，同时消失，同时变化。
1.F指物体受到的合力。
③a与F合时刻对应，同生同灭同变
④a、F合、m三者必须对应同一个物体
因果性强调a 于合力成正比，而不能说合力与加速度成正比.
⑤每个力各自独立地使物体产生一个加速度
从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？
每一个力作用在物体上可以产生对应的一个加速度，但如果要说这个物体整体的加速度，那必须是合力产生的。
静止在光滑水平面上的重物，受到一个很小的水平推力，在力刚开始作用的瞬间，重物是否立即获得加速度？是否立即获得速度？
力产生的瞬间，物体即获得加速度，力和加速度可以突变。
速度变化需要时间累积，速度不可突变
在加速运动的火车上，如果地面绝对光滑，物体合外力为0，但也会跟随火车一起加速，这是不是和牛顿第二定律矛盾呢？
牛顿运动定律只在惯性参考系内成立
牛顿运动定律只对宏观低速物体成立
惯性参考系：不受力的物体在其中会保持静止和匀速直线运动状态。
质量和受到的合外力共同决定了物体的加速度。
物体的加速度与运动时间和速度变化无关。
F=ma是联系运动和力的桥梁
求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。
二、牛顿运动定律的解题步骤：
（1）选取研究对象，分析所选对象在某状态或某过程中的受力情况、运动情况。 （2）通过受力分析对象受到的合力或者运动学求物体的加速度的表达式。 （3）根据牛顿第二定律列出方程F=ma，求解a或者F。 （4）解方程得到答案，必要时对结果进行讨论
1.太空中常用的质量秤量工具都无法工作怎样才能测量航天员的质量？2.为什么测量质量时航天员需要运动一段距离？为什么航天员需要抱紧金属杆？
三：牛顿第二定律的应用
F=ma，已知力F，并测出加速度a，就可以算出物体的质量m ---动力学方法测质量
1．下列对牛顿第二定律的理解正确的是（　　）A. 由F＝ma可知，m与a成反比B. 牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C. 加速度的方向总跟合外力的方向一致D. 当外力停止作用时，加速度随之消失
CD【详解】A、根据牛顿第二定律可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比，故A错误；B、加速度与合力的关系是瞬时对应关系，a随合力的变化而变化，故B错误，D正确；C、加速度的方向与合力的方向相同，故C正确；故选CD.
2．对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，在力刚开始作用的瞬间（　　）A. 物体立即获得速度 B. 物体立即获得加速度C. 物体同时获得速度和加速度D. 由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零
B【详解】根据牛顿第二定律可知，力与加速度具有瞬时对应关系，它们同时存在、同时消失、同增同减。但力与速度无瞬时对应关系，由运动学知识知故静止的物体要获得一个速度，除有一个加速度外，还要经历一定的时间，故A、C、D都错，B选项正确。故选B。
3．如图所示，沿水平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37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g取10m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)悬线对球的拉力．
【答案】（1）车厢运动的加速度大小为7.5m/s2，方向水平向右，车厢可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动；（2）悬线对球的拉力为12.5N．【详解】（1）车厢的加速度与小球加速度相同，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得：所以车厢的加速度大小为7.5m/s2，方向水平向右，所以车厢可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动．
4.一质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，t=0时刻开始，用一水平向右的大小为2N的力F1拉物体，则（1）物体产生的加速度是多大？2s后物体的速度是多少？（2）若在3s末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2，则物体的加速度是多少？4s末物体的速度是多少？（3）3s内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的，3s后物体的加速度为0，那是说3s后F1不再产生加速度了？
【答案】(1)，；(2)0，；(3)不是【详解】(1)根据牛顿第二定律得 根据速度公式得 (2)施加水平向左的拉力F2后，合力为零，则加速度为零。物体做匀速直线运动，其速度为 (3) 3s后物体的加速度为0，是因为两力产生的加速度大小相等、方向相反，所以合成后为零。
5．一个质量为20kg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0.2，斜面与水平面间的夹角为37°（g取，，）．(1)求物体沿斜面下滑过程中的加速度．(2)给物体一个初速度，使之沿斜面上滑，求上滑的加速度．
【详解】(1)沿斜面下滑时，物体受力如图由牛顿第二定律得： ① ②又 ③所以 ，方向沿斜面向下．(2)物体沿斜面上滑时，摩擦力沿斜面向下，物体受力如图由牛顿第二定律得： ④联立②③④得 ，方向沿斜面向下.
6. 光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°角的两个水平力F1和F2的作用，两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是_____．
【答案】5【详解】物体受到互成120°角的两个水平力F1和F2的作用，两个力的大小都是10N，由平行四边形定则可得 合力， ，再由牛顿第二定律可得
1. 牛顿第二定律的表达式 （1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成___________，跟它的质量成___________，加速度的方向跟作用力的方向___________。（2）表达式F=___________，其中力F指的是物体所受的___________。（3）牛顿第二定律反映了加速度与力的关系 A、因果关系 B、矢量关系 C、瞬时对应关系 D、独立对应关系 E、同体关系： 2. 力的单位力的国际单位是___________，根据___________定义的。
1.由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为（　　）A. 牛顿第二定律不适用于静止的物体B. 桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到C. 推力小于摩擦力，加速度是负值D. 推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以物体仍静止 2. 质量为m的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F作用于物体上，物体产生的加速度为a，若作用在物体上的水平拉力变为2F，则物体产生的加速度（　　）A. 小于aB. 等于aC. 在a和2a之间D. 大于2a 3.用力单独作用于某一物体上可产生加速度为，力单独作用于这一物体上可产生的加速度为。若、同时作用于该物体上，可能产生的加速度为（　　）A. B. C. D.
4.甲、乙两物体的质量之比为5∶3，所受外力大小之比为2∶3，则甲、乙两物体加速度大小之比为（　　）A. 2：5B. 3：5C. 4：5D. 5：2 5. 质量为m的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图所示．(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向；(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向