人教高中物理必修一第四牛頓運(yùn)動(dòng)定律第節(jié)牛頓第二定律課件(共張PPT)

1、牛頓第二定律牛頓第二定律 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)一、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因是什么？一、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因是什么？二、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度取二、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度取決于什么決于什么? ? 力力 質(zhì)量質(zhì)量 加速度加速度傾角可調(diào)的斜面、彈簧秤、傾角可調(diào)的斜面、彈簧秤、小車、滑塊、小車、滑塊、定滑輪、木板、定滑輪、木板、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、粗細(xì)線、小筒、粗細(xì)線、小筒、沙子、鉤碼、沙子、鉤碼、天平、砝碼、天平、砝碼、刻度尺、氣墊導(dǎo)軌、刻度尺、氣墊導(dǎo)軌、寬口夾子、秒表、寬口夾子、秒表、光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器光電門、數(shù)字計(jì)時(shí)器 .提供參考器材提供參考器材1、如何消除摩擦力的影響？、如何消除

2、摩擦力的影響？實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置2、如何改變拉力、如何改變拉力F？3、如何改變小車的質(zhì)量、如何改變小車的質(zhì)量M?4、M改變時(shí)，改變時(shí)，f會(huì)變，需重新平衡摩擦力嗎會(huì)變，需重新平衡摩擦力嗎?5、繩上的拉力和掛的物體的重力一定相等嗎？、繩上的拉力和掛的物體的重力一定相等嗎？6、小車是否都從同一位置釋放？小車是否都從同一位置釋放？數(shù)據(jù)處理得：數(shù)據(jù)處理得：a F實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)當(dāng)m一定時(shí)，一定時(shí)，a和和F成正比成正比即即aF1、質(zhì)量、質(zhì)量m一定，加速度一定，加速度a與力與力F的關(guān)系的關(guān)系2121FFaa2、力力F一定一定，加速度加速度a與質(zhì)量與質(zhì)量m的關(guān)系的關(guān)系數(shù)據(jù)處理得數(shù)據(jù)處理得：

3、am1221mmaa或或a1/m牛頓第二定律牛頓第二定律 莆田第一中學(xué)李真莆田第一中學(xué)李真一、實(shí)驗(yàn)：研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)：研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 二、結(jié)論：二、結(jié)論：1 1、物體質(zhì)量、物體質(zhì)量m m一定時(shí)，一定時(shí)， 加速度加速度a a與合外力與合外力F F成正比成正比 2 2、物體所受合外力、物體所受合外力F F一定時(shí)，一定時(shí)， 加速度加速度a a與質(zhì)量與質(zhì)量m m成反比成反比控制變量法控制變量法三牛頓第二定律三牛頓第二定律 1 1內(nèi)容表述內(nèi)容表述 物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向

4、相同比加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同 2 2數(shù)學(xué)表達(dá)式數(shù)學(xué)表達(dá)式mFa maF 即即kmaF 引引入入比比例例系系數(shù)數(shù)3 3“牛頓牛頓”的定義的定義 使質(zhì)量是使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1 N即，即， 1 N=1 kgm/s2所以，當(dāng)所以，當(dāng)F、m、a都采用國(guó)際單位制時(shí)，公式中的都采用國(guó)際單位制時(shí)，公式中的k=1 4 4牛頓第二定律的進(jìn)一步表述牛頓第二定律的進(jìn)一步表述 物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的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質(zhì)量成反比加速度的方向跟合力的方向相同 maF合5

5、理解理解 矢量性：矢量性：加速度的方向總與合力的方向一致加速度的方向總與合力的方向一致瞬時(shí)性：瞬時(shí)性：加速度與作用力是加速度與作用力是瞬時(shí)關(guān)系，瞬時(shí)關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化同時(shí)消失、同時(shí)變化 同體性：同體性：F、m、a都是對(duì)同一物體而言的都是對(duì)同一物體而言的獨(dú)立性：獨(dú)立性：每一個(gè)力都獨(dú)立的產(chǎn)生加速度，物體運(yùn)動(dòng)每一個(gè)力都獨(dú)立的產(chǎn)生加速度，物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度是每一個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和的實(shí)際加速度是每一個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和(即合即合力產(chǎn)生的加速度力產(chǎn)生的加速度)注意：注意：物體的加速度物體的加速度a是以地面及相對(duì)地面靜止的物體是以地面及相對(duì)地面靜止的物體為參考系或以相對(duì)

6、地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體為參考系為參考系或以相對(duì)地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體為參考系a與與F同生同滅同變化，生生矢矢（方向相同）永相依同生同滅同變化，生生矢矢（方向相同）永相依6重力加速度重力加速度 物體只受重力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有物體只受重力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有G=mg，即即g=G/m，所以重力產(chǎn)生的加速度，即重力產(chǎn)生的，所以重力產(chǎn)生的加速度，即重力產(chǎn)生的加速度跟物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)加速度跟物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)四、國(guó)際單位制中的單位四、國(guó)際單位制中的單位基本單位：基本單位： m m（米）（米） kgkg（千克）（千克） s s（秒）（秒） A A（安培）（安培） K K（開爾文）（開爾文） cdcd

7、（坎德拉）（坎德拉）MolMol（摩爾）（摩爾）導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位例例1 1、已知汽車質(zhì)量、已知汽車質(zhì)量m, ,行駛速度行駛速度vo o , ,汽車安裝汽車安裝有防抱死剎車系統(tǒng)有防抱死剎車系統(tǒng)(ABS),(ABS),阻力恒為阻力恒為f. .設(shè)駕駛員設(shè)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為的反應(yīng)時(shí)間為to o. .問(wèn)從駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到完全停問(wèn)從駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到完全停車車, ,共經(jīng)過(guò)多少距離共經(jīng)過(guò)多少距離? ?8080SS = = m v0 02 2/ /2f + + v0 0 t0 0禁超載禁超速禁酒后駕車五五、牛頓第二定律的兩類基本情況、牛頓第二定律的兩類基本情況確定運(yùn)動(dòng)情況。確定運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)根據(jù)F=ma根據(jù)運(yùn)動(dòng)

8、學(xué)公式根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式根據(jù)受力分析根據(jù)受力分析確定合力確定合力確定加速度確定加速度a a例例2：如圖，質(zhì)量為：如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因數(shù)為0.2，現(xiàn)對(duì)物體施加，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小一個(gè)大小F=5N、與水平方向成、與水平方向成=370角的斜向上的角的斜向上的拉力拉力(如圖如圖)，已知：，已知：g=10m/s2,求：求：（1）物體在拉力的作用下）物體在拉力的作用下4s內(nèi)通過(guò)的位移大小內(nèi)通過(guò)的位移大?。?）若）若4s后撤去拉力后撤去拉力F，則物體還能滑行多遠(yuǎn)？，則物體還能滑行多遠(yuǎn)？12.4sm2s0.36mm

9、F應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題一般步驟應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題一般步驟：1、明確研究、明確研究對(duì)象對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程（加速度過(guò)程（加速度a及其變化）及其變化）2、受力分析；、受力分析；3、根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程求解；、根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程求解；（加速度加速度a為橋梁為橋梁）4、對(duì)解的合理性進(jìn)行討論（、對(duì)解的合理性進(jìn)行討論（注意陷阱注意陷阱）f=67.5N2、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力F=1.4105N求解兩類問(wèn)題的基本思路：求解兩類問(wèn)題的基本思路：牛頓第二定律反映加速度、質(zhì)量、合外力的關(guān)系，加牛頓第二定律反映加速度、質(zhì)量、合外力的關(guān)系，加速度又是變速運(yùn)動(dòng)的特征量

10、，所以速度又是變速運(yùn)動(dòng)的特征量，所以加速度加速度是聯(lián)結(jié)力和是聯(lián)結(jié)力和運(yùn)動(dòng)的橋梁，是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的運(yùn)動(dòng)的橋梁，是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵關(guān)鍵。筑好兩個(gè)筑好兩個(gè)橋墩（牛二和運(yùn)動(dòng)學(xué)）橋墩（牛二和運(yùn)動(dòng)學(xué)）架好橋梁（加速度架好橋梁（加速度a）物體的受力情況物體的受力情況牛頓第二定律牛頓第二定律加速度加速度運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式物體的運(yùn)動(dòng)情況物體的運(yùn)動(dòng)情況問(wèn)題問(wèn)題1：必須弄清牛頓第二定律的矢量性：必須弄清牛頓第二定律的矢量性。當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，球受合力是否仍為零？當(dāng)彈簧長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)，球受合力是否仍為零？Fa 與與F同向同向小車做什么運(yùn)動(dòng)？小車做什么運(yùn)動(dòng)？六、牛頓第二定律的應(yīng)用舉例六、牛頓第二定律的應(yīng)用舉

11、例問(wèn)題問(wèn)題1：必須弄清牛頓第二定律的矢量性。：必須弄清牛頓第二定律的矢量性。小車做什么運(yùn)動(dòng)？小車做什么運(yùn)動(dòng)？小車的加速度為多小車的加速度為多少？少？物塊的摩擦力為多物塊的摩擦力為多少？少？彈簧彈力彈簧彈力明顯形變明顯形變瞬時(shí)來(lái)不及變化瞬時(shí)來(lái)不及變化細(xì)線拉力細(xì)線拉力微小形變微小形變瞬時(shí)突變瞬時(shí)突變問(wèn)題問(wèn)題2：必須弄清牛頓第二定律的瞬時(shí)性。：必須弄清牛頓第二定律的瞬時(shí)性。B A 如圖所示，自由下落的小球，從它接觸豎直放如圖所示，自由下落的小球，從它接觸豎直放置的彈簧開始，到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中，置的彈簧開始，到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中，小球的速度和所受外力的合力變化情況是小球的速度和所受外力的

12、合力變化情況是()(A)合力變小，速度變小合力變小，速度變小(B)合力變小，速度變大合力變小，速度變大(C)合力先變小后變大，速度先變大后變小合力先變小后變大，速度先變大后變小(D)合力先變大后變小，速度先變小后變大合力先變大后變小，速度先變小后變大CMm 如圖所示，一個(gè)劈形物體如圖所示，一個(gè)劈形物體M放在固定的斜面上，上放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球表面水平，在水平面上放有光滑小球m，劈形物體從靜，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是：止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是：A沿斜面向下的直線沿斜面向下的直線 B拋物線拋物線 C豎直向下的直線豎直向

13、下的直線 D.無(wú)規(guī)則的曲線。無(wú)規(guī)則的曲線。 問(wèn)題問(wèn)題3：必須弄清牛頓第二定律的獨(dú)立性。：必須弄清牛頓第二定律的獨(dú)立性。2如圖所示，木塊如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面靜止疊放在光滑水平面上，上，A的質(zhì)量為的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為的質(zhì)量為2m,A與與B之間的摩之間的摩擦系數(shù)為擦系數(shù)為u。現(xiàn)施加水平力?，F(xiàn)施加水平力F拉拉B (1) (1) A與與B間的摩擦力為多少？間的摩擦力為多少？（2 2）現(xiàn)施加水平力現(xiàn)施加水平力F拉拉B，A、B不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則則F不得超過(guò)多少？不得超過(guò)多少？ （3 3）若改為水平力若改為水平力F拉拉A，A、B也保持相對(duì)靜也保持相對(duì)靜止，則止，則F不得超

14、過(guò)多少？不得超過(guò)多少？ 傳送帶的問(wèn)題傳送帶的問(wèn)題 例例1.如圖所示，一平直的傳送帶以速度如圖所示，一平直的傳送帶以速度=2m/s勻速勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，P、Q相距相距=10m.一工件與傳送帶間的摩擦一工件與傳送帶間的摩擦系數(shù)系數(shù)u=0.1,現(xiàn)從現(xiàn)從P處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上，處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上，（1）經(jīng)時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)間能傳送到）經(jīng)時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)間能傳送到Q處？處？（2）欲用最短時(shí)間把工件從）欲用最短時(shí)間把工件從P處傳到處傳到Q處，求傳送處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大？帶的運(yùn)行速度至少多大？SPQV例例2. 2. 如圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶如圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度以恒定的速度=2