高中物理人教版必修1課件第4章3牛頓第二定律

第四章牛頓運(yùn)動定律3牛頓第二定律學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道其表達(dá)式的確切含義．2．知道力的單位“牛頓”的定義．3．掌握牛頓第二定律并能進(jìn)行有關(guān)計算.1.牛頓第二定律的理解是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容．2．牛頓第二定律的初步應(yīng)用是本節(jié)的另一重點(diǎn)內(nèi)容．3．對力的單位“牛頓”的物理意義的理解是本節(jié)的難點(diǎn).閱讀教材第一部分，并完成下列問題1．回想一下上一節(jié)實(shí)驗的結(jié)果：(1)質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系；(2)力一定時，加速度與質(zhì)量的關(guān)系．用數(shù)學(xué)表達(dá)式分別表示這一實(shí)驗結(jié)果？一、牛頓第二定律2．用一個表達(dá)式怎樣表示上述實(shí)驗結(jié)果？3．牛頓第二定律(1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成_______、跟它的質(zhì)量成______，加速度的方向跟作用力的方向______．(2)表達(dá)式：F＝______，式中k是比例系數(shù)，F(xiàn)指的是物體所受的______．正比反比相同kma合力4．力的單位(1)在國際單位制中，力的單位是______，符號是N.(2)1N的物理意義：使質(zhì)量為______的物體產(chǎn)生______的加速度的力，稱為1N，即1N＝_________.(3)表達(dá)式F＝kma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由F、m、a這三個物理量的單位共同決定，若三個量都取__________，則k＝1，所以牛頓第二定律的表達(dá)式可寫作F＝ma.牛頓1kg1m/s21kg·m/s2國際單位問題一：如圖所示，小強(qiáng)自己拉車子時，無論怎么用力也難以拉動，最后在小紅的幫助下，他們才將車子拉著前進(jìn)．(1)根據(jù)牛頓第二定律，有力作用就產(chǎn)生加速度，小強(qiáng)用力拉車時車子沒有使它加速運(yùn)動，這與牛頓第二定律矛盾嗎？提示：不矛盾．加速度與合外力成正比，小強(qiáng)用力拉車時，車子受到的合力為零，故加速度為零．(2)小強(qiáng)和小紅一起用力的瞬間，車子是否立即獲得加速度？是否立即獲得速度？提示：立即獲得加速度，但這一瞬間速度仍為零．問題一：在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動的物體，當(dāng)它所受的合力逐漸減小而方向不變時，物體的加速度和速度如何變化？二、牛頓第二定律的簡單應(yīng)用問題二：質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的斜面加速下滑，設(shè)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，求物體沿斜面下滑的加速度？[歸納總結(jié)]1．合外力、加速度和速度的關(guān)系(1)合外力與加速度的關(guān)系(2)力與運(yùn)動的關(guān)系2．兩種求加速度的方法(1)矢量合成法：若物體只受兩個力作用，應(yīng)用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．加速度的方向就是物體所受合力的方向．反之，若知道加速度的方向也可應(yīng)用牛頓第二定律求物體所受的合力的方向．(2)正交分解法：當(dāng)物體受多個力作用時，常用正交分解法求物體的合外力，再應(yīng)用牛頓第二定律求加速度．

如圖所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對靜止，球的質(zhì)量為1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求車廂運(yùn)動的加速度并說明車廂的運(yùn)動情況；(2)求懸線對球的拉力．[解題探究](1)加速度的方向與運(yùn)動方向一定相同嗎？提示：不一定(2)小球和小車的加速度有何關(guān)系？提示：相同解析：法一：合成法(車廂和球加速度相同)法二：正交分解法由于小車具有向右的加速度，故小車可能向右加速運(yùn)動也可能向左減速運(yùn)動．答案：見解析

如圖所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個用輕彈簧相連的質(zhì)量相同的小球，兩小球均保持靜止．當(dāng)突然剪斷細(xì)繩時，上面的小球A與下面的小球B的加速度為(

)A．a(chǎn)A＝g，aB＝g

B．a(chǎn)A＝g，aB＝0C．a(chǎn)A＝2g，aB＝0 D．a(chǎn)A＝0，aB＝g[解題探究](1)剪斷細(xì)繩前，A、B各受幾個力的作用？提示：A受細(xì)繩的拉力、重力、彈力三個力的作用．B受重力、彈力二個力的作用．(2)剪斷細(xì)繩瞬間，繩的拉力消失嗎？彈力呢？提示：繩的拉力消失，彈力不變．[拓展]

例2中若細(xì)繩和輕彈簧的位置互換．當(dāng)剪斷細(xì)繩的瞬間，A、B兩球的加速度分別是多少？一、對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律揭示了加速度與力和質(zhì)量的定量關(guān)系，指明了加速度大小和方向的決定因素，對牛頓第二定律，還應(yīng)從以下幾個方面深刻理解．1．矢量性：公式F＝ma是矢量式，m為標(biāo)量，加速度a的方向始終與合力F方向相同．2．瞬時性：加速度a與合力F同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失．3．同一性：是指F、m、a三者對應(yīng)同一物體．4．獨(dú)立性：作用在物體上的每個力都能獨(dú)立地對物體產(chǎn)生加速度，而物體實(shí)際的加速度則是每個力產(chǎn)生加速度的矢量和．二、應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟1．確定研究對象．2．進(jìn)行受力分析和運(yùn)動狀態(tài)分析，畫出受力分析圖，明確運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程．3．求出合力或加速度．4．根據(jù)牛頓第二定律列方程求解．三、牛頓第二定律的瞬時性問題1．問題界定：牛頓第二定律是力的瞬時作用規(guī)律，加速度和力同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失．分析物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是分析該時刻前后物體的受力情況及其變化．2．兩種基本模型(1)剛性繩模型(細(xì)鋼絲、細(xì)線、輕桿等)：這類形變的發(fā)生和變化過程時間極短，在物體的