4.3牛頓第二定律

第3節(jié)牛頓第二定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握牛頓第二定律的內(nèi)容，提高利用牛頓第二定律進(jìn)行計(jì)算的能力。2.自主學(xué)習(xí)、合作探究，掌握由實(shí)驗(yàn)歸納物理規(guī)律的方法，3.積極思考、全力以赴，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。重點(diǎn)：牛頓第二定律的理解和應(yīng)用。難點(diǎn)：歸納總結(jié)牛頓第二定律的方法。探究點(diǎn)一：牛頓第二定律（重點(diǎn)）問(wèn)題1：牛頓第二定律的文字表述和意義。(1)假如你是科學(xué)家，你能否想個(gè)辦法把k

消掉？(2)怎樣準(zhǔn)確表述牛頓第二定律的內(nèi)容？(3)式中的三個(gè)物理量各代表什么意義？(4)牛頓第二定律的意義是什么？回顧a

∝

FF∝ma

正比于a

∝m1a∝mFF＝kma

k為比例系數(shù)思考假如你是科學(xué)家，你能否想個(gè)辦法把k

消掉？把能夠使質(zhì)量是1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的這么大的力定義為1N，即1牛=1千克·米/秒2可見(jiàn)，如果都用國(guó)際單位制的單位，在上式中就可以使k=1，上式簡(jiǎn)化成F＝ma

牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F＝kma

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合＝ma

合外力質(zhì)量加速度意義：牛頓第二定律給出了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，包括方向關(guān)系。問(wèn)題2：怎樣才能準(zhǔn)確理解牛頓第二定律？(1)式中的三個(gè)物理量針對(duì)的是怎樣的研究對(duì)象？(2)式中的F和a在任一時(shí)刻下有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？(3)式中的F和a在方向上有怎樣的關(guān)系？(4)若物體受到多個(gè)力的作用，各個(gè)力是否會(huì)產(chǎn)生加速度？而物體最終的加速度又取決于什么？a的方向與F的方向一定相同F(xiàn)、m、a是對(duì)于同一個(gè)物體而言的F和a時(shí)刻對(duì)應(yīng)：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度矢量性獨(dú)立性對(duì)牛頓第二定律的理解：同體性同時(shí)性判斷下列說(shuō)法的正誤：

①物體合外力減小時(shí)，加速度一定減?、谖矬w速度為零，合外力一定為零

③物體合外力為零時(shí)，速度一定為零

④物體合外力減小時(shí)，速度一定減小

⑤物體的運(yùn)動(dòng)方向一定跟合外力的方向相同⑥物體的加速度大小不變一定受恒力作用⑦根據(jù)m=F/a，物體的質(zhì)量跟外力成正比，跟加速度成反比針對(duì)練習(xí)：探究點(diǎn)二：牛頓第二定律的應(yīng)用（重點(diǎn)）某質(zhì)量為1100kg的汽車(chē)在平直路面上試車(chē)，當(dāng)達(dá)到100km/h的速度時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)70s停下來(lái)，汽車(chē)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(chē)過(guò)程中汽車(chē)受到的阻力不變。應(yīng)用1：思考：通過(guò)此題能否總結(jié)出牛頓第二定律解題的一般步驟？汽車(chē)重新加速時(shí)的受力情況汽車(chē)減速時(shí)受力情況GFNF阻F阻FFNG受力分析：解：沿汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的方向建立坐標(biāo)軸在試車(chē)的第一階段，汽車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，初速度，末速度為0，滑行時(shí)間。因此加速度為汽車(chē)受到的阻力為負(fù)號(hào)表示阻力的方向與坐標(biāo)軸的方向相反，即與速度方向相反。在重新起步并加速后，汽車(chē)除了受到上述阻力外，還受到牽引力，的方向與坐標(biāo)軸的方向一致，取正號(hào)。合力是牽引力與阻力的代數(shù)和，即由牛頓第二定律可得汽車(chē)的加速度在試車(chē)的第二階段，加速度為正值，這表示它的方向與坐標(biāo)軸的方向相同，即與速度方向相同。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和運(yùn)動(dòng)情況，畫(huà)出研究對(duì)象的受力分析圖。③求出合力。④選取正方向，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律建立方程并求解。一個(gè)物體，質(zhì)量是2㎏，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10N，這個(gè)物體的加速度是多少？應(yīng)用2：討論：此題中求加速度的方法有幾種？正交分解法平行四邊形法F1F20Fxy0F1F2有沒(méi)有其他方法？0F1F2a2a1a分析：正交分解法xy0F1F2解：如圖建立坐標(biāo)系。力和的分力為和大小相等，方向相反，作用相互抵消。由牛頓第二定律可得加速度加速度的方向與方向相同，即沿和

的角平分線方向。說(shuō)一說(shuō)質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時(shí)加速度卻是一樣的。你怎樣解釋?zhuān)烤毩?xí)1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)2在光滑水平面上的木塊，在水平方向上受到一個(gè)方向不變、大小從零逐漸增加到某一固定值的外力作用時(shí)，這一過(guò)程木塊將做A.勻減速運(yùn)動(dòng)B.勻加速運(yùn)動(dòng)C.速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)D.速度逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng)練習(xí)3一個(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(kāi)始加速下滑（1）若斜面光滑，求物體的加速度；（