高中物理_第4章_第3節(jié)_牛頓第二定律精品課件_新人教版必修1

1、第三節(jié)牛頓第二定律第三節(jié)牛頓第二定律課標定位課標定位學(xué)習(xí)目標：學(xué)習(xí)目標： 1、理解牛頓第二定律，知道牛頓第二定律理解牛頓第二定律，知道牛頓第二定律 表達表達 式的確切含義式的確切含義 2、了解國際單位制中力的單位了解國際單位制中力的單位“牛頓牛頓” 是怎樣定義的是怎樣定義的 3、掌握牛頓第二定律并能進行有關(guān)計算掌握牛頓第二定律并能進行有關(guān)計算重點難點：重點難點： 1、牛頓第二定律內(nèi)容的理解牛頓第二定律內(nèi)容的理解 2、應(yīng)用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題應(yīng)用牛頓第二定律解決動力學(xué)問題核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第三三節(jié)節(jié)牛牛頓頓第第

2、二二定定律律課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案作用力作用力質(zhì)量質(zhì)量makma說明：說明：實際物體所受的力往往不止一個，這時實際物體所受的力往往不止一個，這時式中式中F指的是物體所受的合力指的是物體所受的合力二、力的單位二、力的單位1國際單位制中，力的單位是國際單位制中，力的單位是_，符號，符號_.21N的定義：使質(zhì)量為的定義：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生_的加速度的力，稱為的加速度的力，稱為1 N，即，即1 N1_3比例系數(shù)比例系數(shù)k的含義的含義關(guān)系式關(guān)系式Fkma中的比例系數(shù)中的比例系數(shù)k的數(shù)值由的數(shù)值由F、m、a三量的單位共同決定，三個量都取國際單位，三量的單位共同決定，三個量都取國際單位，

3、即三量分別取即三量分別取_、_、_作單位時，作單位時，系數(shù)系數(shù)k_.牛牛N1m/s2kgm/s2Nkgm/s21思考感悟思考感悟核心要點突破核心要點突破一、牛頓第二定律的幾個特性一、牛頓第二定律的幾個特性因果性因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，沒有力也就沒有力是產(chǎn)生加速度的原因，沒有力也就沒有加速度加速度矢量性矢量性公式公式Fma是矢量式，任一瞬時，是矢量式，任一瞬時，a的方向的方向均與均與F合合方向相同，當方向相同，當F合合方向變化時，方向變化時，a的的方向同時變化，且任意時刻二者方向保持方向同時變化，且任意時刻二者方向保持一致一致瞬時性瞬時性牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體牛頓第二定律表明了

4、物體的加速度與物體所受合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系，所受合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系，a為某一時刻為某一時刻的加速度，的加速度，F(xiàn)為該時刻物體所受合外力為該時刻物體所受合外力獨立性獨立性作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實速度都遵從牛頓第二定律，而物體的實際加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢際加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，分力和加速度在各個方向上的分量和，分力和加速度在各個方向上的分量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即：量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即：Fxmax，F(xiàn)ymay相對性相對性物體的加速度必須是對相對于地球靜止物體的加速度必須是對相對于地球

5、靜止或勻速直線運動的參考系而言的，即?；騽蛩僦本€運動的參考系而言的，即牛頓第二定律僅適用于慣性參考系頓第二定律僅適用于慣性參考系即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1對牛頓第二定律的理解錯誤的是對牛頓第二定律的理解錯誤的是()A由由Fma可知，可知，F(xiàn)與與a成正比，成正比，m與與a成反成反比比B牛頓第二定律說明當物體有加速度時，牛頓第二定律說明當物體有加速度時，物體才受到外力的作用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加速度的方向總跟合外力的方向一致D當外力停止作用時，加速度隨之消失當外力停止作用時，加速度隨之消失解析：解析：選選AB.物體的質(zhì)量與加速度無關(guān)

6、，故物體的質(zhì)量與加速度無關(guān)，故A錯錯誤；誤；B項違反了因果關(guān)系，項違反了因果關(guān)系，C、D符合矢量性和符合矢量性和瞬時性關(guān)系，故選瞬時性關(guān)系，故選A、B.二、應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟及常用二、應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟及常用方法方法1一般步驟一般步驟(1)確定研究對象確定研究對象(2)進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力示進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力示意圖意圖(3)建立坐標系，或選取正方向，寫出已知量，建立坐標系，或選取正方向，寫出已知量，根據(jù)定律列方程根據(jù)定律列方程(4)統(tǒng)一已知量單位，代值求解統(tǒng)一已知量單位，代值求解(5)檢查所得結(jié)果是否符合實際，舍去不合理的檢查所得結(jié)果是

7、否符合實際，舍去不合理的解解2常用方法常用方法(1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用時，應(yīng)用矢量合成法：若物體只受兩個力作用時，應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個力的合力，再由牛頓第平行四邊形定則求這兩個力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度的大小及方向二定律求出物體的加速度的大小及方向加速度加速度的方向就是物體所受合外力的方向，反之，若知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力所受的合力即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2力力F1單獨作用在物體上產(chǎn)生的加速度單獨作用在物體上產(chǎn)生的

8、加速度a13 m/s2，力，力F2單獨作用在該物體上產(chǎn)生的加速度單獨作用在該物體上產(chǎn)生的加速度a24 m/s2，則，則F1和和F2同時作用在該物體上，產(chǎn)同時作用在該物體上，產(chǎn)生的加速度的大小不可能為生的加速度的大小不可能為()A7 m/s2B5 m/s2C1 m/s2 D8 m/s2解析：解析：選選D.加速度加速度a1、a2的方向不確定，故的方向不確定，故合加速度合加速度a的范圍為的范圍為|a1a2|aa1a2，即，即1 m/s2a7 m/s2，故，故D項符合題意項符合題意課堂互動講練課堂互動講練對牛頓第二定律的理解對牛頓第二定律的理解類型一類型一 關(guān)于牛頓第二定律，以下說法中正確的關(guān)于牛頓第

9、二定律，以下說法中正確的是是()A由牛頓第二定律可知，加速度大的物體，由牛頓第二定律可知，加速度大的物體，所受的合外力一定大所受的合外力一定大B牛頓第二定律說明了，質(zhì)量大的物體，其牛頓第二定律說明了，質(zhì)量大的物體，其加速度一定就小加速度一定就小C由由Fma可知，物體所受到的合外力與物可知，物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量成正比體的質(zhì)量成正比D對同一物體而言，物體的加速度與物體所受對同一物體而言，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，而且在任何情況下，加速度到的合外力成正比，而且在任何情況下，加速度的方向，始終與物體所受的合外力方向一致的方向，始終與物體所受的合外力方向一致【精講精析】【精講精析

10、】加速度是由合外力和質(zhì)量共同決加速度是由合外力和質(zhì)量共同決定的，故加速度大的物體，所受合外力不一定大，定的，故加速度大的物體，所受合外力不一定大，選項選項A、B錯誤；物體所受到的合外力與物體的錯誤；物體所受到的合外力與物體的質(zhì)量無關(guān)，故質(zhì)量無關(guān)，故C錯誤；由牛頓第二定律可知，物錯誤；由牛頓第二定律可知，物體的加速度與物體所受到的合外力成正比，并且體的加速度與物體所受到的合外力成正比，并且加速度的方向與合外力方向一致，故加速度的方向與合外力方向一致，故D選項正選項正確確【答案】【答案】D【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】(1)物體的加速度由物體的受力物體的加速度由物體的受力和質(zhì)量共同決定；和質(zhì)量共同決定；

11、(2)物體的質(zhì)量決定于物體本身物體的質(zhì)量決定于物體本身 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1靜止在光滑水平面上的物體，受靜止在光滑水平面上的物體，受到一個水平推力，在剛開始作用的瞬間，下列到一個水平推力，在剛開始作用的瞬間，下列說法正確的是說法正確的是()A物體立即獲得加速度，但速度為零物體立即獲得加速度，但速度為零B物體立即獲得速度，但加速度為零物體立即獲得速度，但加速度為零C物體同時獲得速度和加速度物體同時獲得速度和加速度D物體的速度和加速度均為零物體的速度和加速度均為零解析：解析：選選A.合力與物體的加速度有瞬時對應(yīng)合力與物體的加速度有瞬時對應(yīng)關(guān)系，在受到推力的瞬間，馬上就有了加速關(guān)系，在受到推力的瞬間，

12、馬上就有了加速度，但這一瞬間，時間變化仍為零，即度，但這一瞬間，時間變化仍為零，即vat0，所以速度還沒有變化，物體仍然是，所以速度還沒有變化，物體仍然是靜止的靜止的加速度、速度關(guān)系的動態(tài)分析加速度、速度關(guān)系的動態(tài)分析類型二類型二 如圖如圖431所示，物體在水平拉力所示，物體在水平拉力F的作的作用下沿水平地面做勻速直線運動，速度為用下沿水平地面做勻速直線運動，速度為v.現(xiàn)讓現(xiàn)讓拉力拉力F逐漸減小，則物體的加速度和速度的變化逐漸減小，則物體的加速度和速度的變化情況應(yīng)是情況應(yīng)是()A加速度逐漸變小，速度逐漸變大加速度逐漸變小，速度逐漸變大B加速度和速度都在逐漸變小加速度和速度都在逐漸變小C加速度和

13、速度都在逐漸變大加速度和速度都在逐漸變大D加速度逐漸變大，速度逐漸變小加速度逐漸變大，速度逐漸變小圖圖431 【思路點撥】【思路點撥】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：解答本題時應(yīng)注意以下兩點：(1)決定加速度變化的是合外力的變化，而不是決定加速度變化的是合外力的變化，而不是物體所受到的某個力的變化物體所受到的某個力的變化(2)速度增大還是減小取決于加速度與速度方向速度增大還是減小取決于加速度與速度方向的關(guān)系的關(guān)系【答案】【答案】D【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】(1)物體的加速度變化情況，由物體的加速度變化情況，由物體的合外力變化來確定，只要分析物體受力物體的合外力變化來確定，只要分析物體受力情況，確定了合

14、外力的變化規(guī)律，即可由牛頓情況，確定了合外力的變化規(guī)律，即可由牛頓第二定律確定加速度的變化規(guī)律第二定律確定加速度的變化規(guī)律(2)物體速度的變化由物體的加速度決定，速度物體速度的變化由物體的加速度決定，速度與加速度同向，速度增加；速度與加速度反向，與加速度同向，速度增加；速度與加速度反向，速度減小速度減小變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖432所示，自由下落的小所示，自由下落的小球，從它接觸豎直放置的彈簧開始，到彈簧壓球，從它接觸豎直放置的彈簧開始，到彈簧壓縮到最大限度的過程中，小球的速度和加速度縮到最大限度的過程中，小球的速度和加速度的變化情況是的變化情況是()A加速度變大，速度變小加速度變大，速度變

15、小B加速度變小，速度變大加速度變小，速度變大C加速度先變小后變大，速度先變大后變小加速度先變小后變大，速度先變大后變小圖圖432D加速度先變小后變大，速度先變小后變大加速度先變小后變大，速度先變小后變大解析：解析：選選C.小球與彈簧剛接觸時的速度豎直向小球與彈簧剛接觸時的速度豎直向下，剛開始階段，彈簧彈力較小，下，剛開始階段，彈簧彈力較小，mgkxma，a向下，隨彈簧壓縮量向下，隨彈簧壓縮量x的增大而減小，因的增大而減小，因a、v同向，速度增大，當同向，速度增大，當mgkx以后，隨著以后，隨著 x x的增大，彈力大于重力，合外力向上，加速的增大，彈力大于重力，合外力向上，加速度向上，小球的加速

16、度與速度的方向相反，小度向上，小球的加速度與速度的方向相反，小球做減速運動，直到彈簧的壓縮量最大球做減速運動，直到彈簧的壓縮量最大綜上綜上所述，答案選所述，答案選C.牛頓第二定律的簡單應(yīng)用牛頓第二定律的簡單應(yīng)用類型三類型三 如圖如圖433所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為4 kg的物體靜止在的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為水平面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5.物物體受到大小為體受到大小為20 N與水平方向成與水平方向成37角斜向上的拉角斜向上的拉力力F作用時，沿水平面做勻加速運動，求：作用時，沿水平面做勻加速運動，求：圖圖433(1)物體加速度的大小物體加速度的大小(2)10

17、s末的速度和末的速度和10 s內(nèi)的位移內(nèi)的位移(g取取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)【思路點撥】【思路點撥】對物體進行受力和運動情況對物體進行受力和運動情況分析，應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速運動公式分析，應(yīng)用牛頓第二定律和勻變速運動公式求解求解【精講精析】【精講精析】選取物體為研究對象，對其選取物體為研究對象，對其受力分析如圖受力分析如圖434所示所示(1)在水平方向：在水平方向：Fcos37Ffma在豎直方向：在豎直方向：FNFsin37mg又因為：又因為：FfFN解解可得：可得：a0.5 m/s2.(2)vat0.510 m/s5 m/s【答案】【答案】(1)0.5 m/

18、s2(2)5 m/s25 m【誤區(qū)警示】【誤區(qū)警示】Ffmg! 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(2011年廈門高一檢測年廈門高一檢測)質(zhì)量為質(zhì)量為2 kg的物體置于水平面上，用的物體置于水平面上，用10 N的水平拉力使它從的水平拉力使它從靜止開始運動，第靜止開始運動，第3 s末物體的速度達到末物體的速度達到6 m/s，求：物體在運動過程中受到地面的摩擦力求：物體在運動過程中受到地面的摩擦力答案：答案：6 N瞬時加速度的求解瞬時加速度的求解類型四類型四 (2010年高考全國卷年高考全國卷)如圖如圖435，輕，輕彈簧上端與一質(zhì)量為彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊的木塊1相連，下端與另相連，下端與另一質(zhì)量為一質(zhì)量為M

19、的木塊的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)置的光滑木板上，并處于靜止狀態(tài)現(xiàn)將木板現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大重力加速度大小為小為g.則有則有()【思路點撥】【思路點撥】抽出木板的瞬間，彈簧抽出木板的瞬間，彈簧的彈力未變，然后根據(jù)此時刻木塊的彈力未變，然后根據(jù)此時刻木塊1、2受力情況求加速度受力情況求加速度【答案】【答案】C【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】瞬時加速度問題的兩種基本模瞬時加速度問題的兩種基本模型：型：(1)剛性繩剛性繩(或接觸面或接觸面)是一種不發(fā)生明顯形變就是一