人教版必修1 第4章 3 牛頓第二定律 課件（40張）.ppt

第四章 3牛頓第二定律 課前預(yù)習(xí) 1 內(nèi)容 物體加速度的大小跟作用力 跟物體的質(zhì)量 加速度的方向跟 2 表達(dá)式 1 表達(dá)式 f 式中k是比例系數(shù) f是物體所受的 2 國際單位制中 f 牛頓第二定律 成正比 成反比 作用力的方向相同 kma 合外力 ma 1 國際單位 簡稱 符合為 2 牛頓 的定義 使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生 的加速度的力 稱為1n 即1n 3 比例系數(shù)k的含義 關(guān)系式f kma中的比例系數(shù)k的數(shù)值由f m a三量的單位共同決定 三個(gè)量都取國際單位 即三量分別取 作單位時(shí) 系數(shù)k 力的單位 牛頓 牛 n 1m s2 1kg m s2 n kg m s2 1 判一判 1 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 2 牛頓第二定律說明了質(zhì)量大的物體其加速度一定小 3 任何情況下 物體的加速度的方向始終與它所受的合外力方向一致 4 在國際單位制中 公式f kma中 k 1 cd 解析 牛頓第二定律的表達(dá)式f ma表明了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系 即已知兩個(gè)量 可求第三個(gè)量 但物體的質(zhì)量是由物體本身決定的 與受力無關(guān) 作用在物體上的合力 是由和它相互作用的物體作用產(chǎn)生的 與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān) 故排除a b 選c d 課內(nèi)探究 如圖所示 小強(qiáng)自己拉車子時(shí) 無論怎么用力也難以拉動(dòng) 最后在小紅的幫助下 他們才將車子拉著前進(jìn) 根據(jù)牛頓第二定律 有力作用就產(chǎn)生加速度 為什么小強(qiáng)用力拉車時(shí)車子不動(dòng)呢 小強(qiáng)的拉力不產(chǎn)生加速度嗎 提示 小強(qiáng)的拉力能產(chǎn)生加速度 但牛頓第二定律公式中的f指的是物體受到的合外力 汽車在水平方向上不只受到小強(qiáng)的拉力 還同時(shí)受到地面摩擦力的作用 它們相互平衡 所以小車不動(dòng) 探究一對牛頓第二定律的理解 1 牛頓第二定律的六個(gè)特性 特別提醒 物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系 即a與合力f方向總是相同 但速度v的方向不一定與合外力的方向相同 c 解析 質(zhì)點(diǎn)受多個(gè)力的作用 處于靜止?fàn)顟B(tài) 則多個(gè)力的合力為零 其中任意一個(gè)力與其余所有力的合力大小相等 方向相反 使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零再恢復(fù)到原來的大小 則其余所有力的合力先變大后變小 但合力的方向不變 根據(jù)牛頓第二定律 a先增大后減小 v始終增大 故選項(xiàng)c正確 b 汽車突然剎車 要在很短時(shí)間內(nèi)停下來 會(huì)產(chǎn)生很大的加速度 這個(gè)加速度是靠什么力產(chǎn)生的 如何求這個(gè)力 提示 摩擦力 ff ma 探究二牛頓第二定律的應(yīng)用 1 解題的一般步驟 1 明確研究對象 根據(jù)問題的需要和解題的方便 選出被研究的物體 2 進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析 畫好受力分析圖 明確運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過程 3 建立坐標(biāo)系 一般以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)閮勺鴺?biāo)軸的方向 4 根據(jù)牛頓第二定律列方程求解 2 常用方法 1 矢量合成法 若物體只受兩個(gè)力作用時(shí) 應(yīng)用平行四邊形定則求這兩個(gè)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所受的合外力 2 正交分解法 當(dāng)物體受到多個(gè)力的作用時(shí) 利用正交分解法較為簡單 利用正交分解法需要建立直角坐標(biāo)系 建系原則是盡可能少分解矢量 因此建系有兩種情況 沿加速度的方向建一坐標(biāo)軸 沿垂直加速度方向建一坐標(biāo)軸 這種方法不需要分解加速度 沿某特定方向建立坐標(biāo)軸 這樣可能少分解力 但需要分解加速度 此時(shí)應(yīng)用 fx max fy may 解析 這是一個(gè)動(dòng)力學(xué)問題 人受到豎直向下的重力mg 豎直向上的支持力fn和水平向右的摩擦力ff 因?yàn)槿说募铀俣确较蜓胤鎏菹蛏?所以人所受的這三個(gè)力的合力方向也沿扶梯向上 解法一 建立如圖甲所示的直角坐標(biāo)系 人的加速度方向正好沿x軸正方向 由題意可得x軸方向 ffcos fnsin mgsin may軸方向 fncos ffsin mgcos 0解得fn mg masin ff macos 解法二 建立如圖乙所示的直角坐標(biāo)系 水平向右為x軸正方向 豎直向上為y軸正方向 由于人的加速度方向是沿扶梯向上的 這樣建立直角坐標(biāo)系后 在x軸方向和y軸方向上各有一個(gè)加速度的分量 其中x軸方向的加速度分量ax acos y軸方向的加速度分量ay asin 根據(jù)牛頓第二定律有x軸方向 ff max y軸方向 fn mg may解得 fn mg masin ff macos 比較以上兩種解法 很顯然 兩種解法都得到了同樣的結(jié)果 但是 第二種解法較簡便 答案 mg masin macos c 素養(yǎng)提升 在應(yīng)用牛頓第二定律求解物體的瞬時(shí)加速度時(shí) 經(jīng)常會(huì)遇到輕繩 輕桿 輕彈簧和橡皮繩這些常見的力學(xué)模型 全面準(zhǔn)確地理解它們的特點(diǎn) 可幫助