牛頓第二定律課件11(人教版必修1)

1、3牛頓第二定律牛頓第二定律一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1內(nèi)容內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成：物體加速度的大小跟作用力成_跟物體的質(zhì)量成跟物體的質(zhì)量成_加速度的方向跟作用力加速度的方向跟作用力的方向的方向_正比正比反比反比相同相同2關(guān)系式：關(guān)系式：F_.式中式中F為物體所受的為物體所受的_，k是是_二、力的單位二、力的單位1在國際單位制中力的單位是在國際單位制中力的單位是_，符號為，符號為N.它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為1 kg的的物體產(chǎn)生物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力，叫做的加速度的力，叫做1 N，即，即1 N1_.2比例系數(shù)比例系數(shù)k的意義

2、的意義(1)在在Fkma中，中，k的取值與所選單位制有關(guān)的取值與所選單位制有關(guān)(2)在國際單位制中在國際單位制中k1，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式為：達式為：_，式中，式中F、m、a的單位分別為的單位分別為_、_、_. kma合力合力比例系數(shù)比例系數(shù)牛頓牛頓kgm/s2FmaNkgm/s2一、牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系一、牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)牛頓第牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)牛頓第一定律指出了力與運動的關(guān)系一定律指出了力與運動的關(guān)系力是改變物體力是改變物體運動狀態(tài)的原因，從而完善了力的內(nèi)涵；而牛運動狀態(tài)的原因，從而完善了力

3、的內(nèi)涵；而牛頓第二定律則進一步定量地給出了決定物體加頓第二定律則進一步定量地給出了決定物體加速度的因素：在相同的外力作用下，質(zhì)量越大速度的因素：在相同的外力作用下，質(zhì)量越大的物體加速度越小，說明物體的質(zhì)量越大，運的物體加速度越小，說明物體的質(zhì)量越大，運動狀態(tài)越難以改變，質(zhì)量是慣性大小的量度動狀態(tài)越難以改變，質(zhì)量是慣性大小的量度【特別提醒特別提醒】牛頓第一定律不是牛頓第牛頓第一定律不是牛頓第二定律中當(dāng)合外力為零的特定條件下的一二定律中當(dāng)合外力為零的特定條件下的一種特殊情形種特殊情形二、對牛頓第二定律的進一步理解二、對牛頓第二定律的進一步理解1因果性因果性力是產(chǎn)生加速度的原因，反之不對，沒有力也力

4、是產(chǎn)生加速度的原因，反之不對，沒有力也就沒有加速度就沒有加速度2矢量性矢量性公式公式Fma是矢量式，任一時刻，是矢量式，任一時刻，a的方向均的方向均與與F合合方向相同，當(dāng)方向相同，當(dāng)F合合方向變化時，方向變化時，a的方向的方向同時變化同時變化3瞬時性瞬時性牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受牛頓第二定律表明了物體的加速度與物體所受合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系，合外力的瞬時對應(yīng)關(guān)系，a為某一時刻的加速為某一時刻的加速度，度，F(xiàn)為該時刻物體所受的合外力為該時刻物體所受的合外力4同一性同一性有兩層意思：一是指加速度有兩層意思：一是指加速度a相對同一慣性系相對同一慣性系(一一般指地球般指地球)，二是指，二

5、是指Fma中中F、m、a必須對應(yīng)同必須對應(yīng)同一物體或同一個系統(tǒng)一物體或同一個系統(tǒng)5獨立性獨立性作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵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，而物體的實際加速度則是每個從牛頓第二定律，而物體的實際加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，分力和加速度在各個力產(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關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即：方向上的分量關(guān)系也遵從牛頓第二定律，即：Fxmax，F(xiàn)ymay.【特別提醒特別提醒】物體的加速度的方向與物體物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，即所受的合外力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，即a與合力與合力F方向總

6、是相同，但速度方向總是相同，但速度v的方向不一定與合的方向不一定與合外力的方向相同外力的方向相同關(guān)于牛頓第二定律，下列說法正確的是關(guān)于牛頓第二定律，下列說法正確的是()A公式公式Fma中，各量的單位可以任意選取中，各量的單位可以任意選取B某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所某一瞬間的加速度只決定于這一瞬間物體所受合外力，而與這之前或之后的受力無關(guān)受合外力，而與這之前或之后的受力無關(guān)C公式公式Fma中，中，a實際上是作用于該物體上實際上是作用于該物體上每一個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和每一個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和D物體的運動方向一定與它所受合外力方向物體的運動方向一定與它所受合外力方向一致一致解

7、析：解析：F、m、a必須選取統(tǒng)一的國際單位，才必須選取統(tǒng)一的國際單位，才可寫成可寫成Fma的形式，否則比例系數(shù)的形式，否則比例系數(shù)k1，所以選，所以選項項A錯誤；牛頓第二定律表述的是某一時刻合外錯誤；牛頓第二定律表述的是某一時刻合外力與加速度的對應(yīng)關(guān)系，它既表明力與加速度的對應(yīng)關(guān)系，它既表明F合合、m、a三者三者數(shù)值上的對應(yīng)關(guān)系，同時也表明合外力的方向與數(shù)值上的對應(yīng)關(guān)系，同時也表明合外力的方向與加速度的方向是一致的，即矢量對應(yīng)關(guān)系，而與加速度的方向是一致的，即矢量對應(yīng)關(guān)系，而與速度方向不一定相同，所以選項速度方向不一定相同，所以選項B正確，選項正確，選項D錯錯誤；由力的獨立作用原理知，作用在物

8、體上的每誤；由力的獨立作用原理知，作用在物體上的每個力都將各自產(chǎn)生一個加速度，與其他力的作用個力都將各自產(chǎn)生一個加速度，與其他力的作用無關(guān)，物體的加速度是每個力所產(chǎn)生的加速度的無關(guān)，物體的加速度是每個力所產(chǎn)生的加速度的矢量和，故選項矢量和，故選項C正確正確答案：答案：BC三、力、加速度和速度、速度的變化量的關(guān)系三、力、加速度和速度、速度的變化量的關(guān)系關(guān)系關(guān)系力力相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接加加速速度度力是產(chǎn)生加力是產(chǎn)生加速度的原因，速度的原因，合外力的方合外力的方向與加速度向與加速度的方向一致，的方向一致，質(zhì)量一定的質(zhì)量一定的物體，加速物體，加速度跟合外力度跟合外力成正比成正比F既可以是合力也可以是某一既

9、可以是合力也可以是某一分力，若分力，若F為物體受的合外力，為物體受的合外力，那么那么a表示物體的實際加速度表示物體的實際加速度(合加速度合加速度)；若；若F為物體受的某為物體受的某一個方向上的所有力的合力，一個方向上的所有力的合力，那么那么a表示物體在該方向上的表示物體在該方向上的分加速度；若分加速度；若F為物體受的若為物體受的若干力中的某一個力，那么干力中的某一個力，那么a僅僅表示該力產(chǎn)生的加速度，不是表示該力產(chǎn)生的加速度，不是物體的實際加速度物體的實際加速度速度速度1.速度的大小與物速度的大小與物體所受合外力的體所受合外力的大小大小(加速度大小加速度大小)無關(guān)無關(guān)2.當(dāng)合外力為零時，當(dāng)合外

10、力為零時，加速度一定為零，加速度一定為零，但速度不一定為但速度不一定為零零在直線運動中當(dāng)合外力在直線運動中當(dāng)合外力(加速度加速度)的方向與速度的方向與速度的方向相同時，物體的的方向相同時，物體的速度必增大，當(dāng)合外力速度必增大，當(dāng)合外力(加速度加速度)的方向與速度的方向與速度的方向相反時，物體的的方向相反時，物體的速度必減小速度必減小結(jié)論結(jié)論加速度隨力的變化而變化，但力加速度隨力的變化而變化，但力(或加或加速度速度)和速度、速度的變化量并沒有直和速度、速度的變化量并沒有直接的關(guān)系，其變化規(guī)律需根據(jù)具體情接的關(guān)系，其變化規(guī)律需根據(jù)具體情況來分析況來分析關(guān)于速度、加速度和合力之間的關(guān)系，下述說法關(guān)于

11、速度、加速度和合力之間的關(guān)系，下述說法正確的是正確的是()A做勻變速直線運動的物體，它所受合力是恒做勻變速直線運動的物體，它所受合力是恒定不變的定不變的B做勻變速直線運動的物體，它的速度、加速做勻變速直線運動的物體，它的速度、加速度、合力三者總是在同一方向上度、合力三者總是在同一方向上C物體受到的合力增大時，物體的運動速度一物體受到的合力增大時，物體的運動速度一定加快定加快D物體所受合力為零時，一定處于靜止狀態(tài)物體所受合力為零時，一定處于靜止狀態(tài)解析：解析：勻變速直線運動就是加速度恒定不變的直勻變速直線運動就是加速度恒定不變的直線運動，所以做勻變速直線運動的物體的合力是恒線運動，所以做勻變速直

12、線運動的物體的合力是恒定不變的，選項定不變的，選項A正確；做勻變速直線運動的物體，正確；做勻變速直線運動的物體，它的加速度與合力的方向一定相同，但加速度與速它的加速度與合力的方向一定相同，但加速度與速度的方向就不一定相同了加速度與速度的方向相度的方向就不一定相同了加速度與速度的方向相同時做勻加速運動，加速度與速度的方向相反時做同時做勻加速運動，加速度與速度的方向相反時做勻減速運動，勻減速運動，B選項錯誤；物體所受的合力增大時，選項錯誤；物體所受的合力增大時，它的加速度一定增大，但速度不一定增大，選項它的加速度一定增大，但速度不一定增大，選項C錯錯誤；物體所受合力為零時，加速度為零，但物體不誤；

13、物體所受合力為零時，加速度為零，但物體不一定處于靜止狀態(tài)，也可以處于勻速運動狀態(tài)，選一定處于靜止狀態(tài)，也可以處于勻速運動狀態(tài)，選項項D錯誤錯誤答案：答案：A說一說說一說質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由質(zhì)量不同的物體，所受的重力不一樣，它們自由下落時加速度卻是一樣的，你怎樣解釋？下落時加速度卻是一樣的，你怎樣解釋？A加速度越來越大，速度越來越小加速度越來越大，速度越來越小B加速度和速度都是先增大后減小加速度和速度都是先增大后減小C速度是先增大后減小，加速度方向是先速度是先增大后減小，加速度方向是先向下后向上向下后向上D速度是一直減小，加速度大小是先減小速度是一直減小，加速度大小是先減小

14、后增大后增大解析：解析：小球接觸彈簧時受兩個力作用：向下小球接觸彈簧時受兩個力作用：向下的重力和向上的彈力的重力和向上的彈力(其中重力為恒力其中重力為恒力)向下向下壓縮過程可分為：兩個過程和一個臨界點具壓縮過程可分為：兩個過程和一個臨界點具體分析如下：體分析如下：過程一：過程一：綜上所述：小球向下壓縮彈簧的過程中，綜上所述：小球向下壓縮彈簧的過程中，F(xiàn)合合的方向先向下后向上，大小先變小后變大；的方向先向下后向上，大小先變小后變大；a的方向先向下后向上，大小先變小后變大；的方向先向下后向上，大小先變小后變大；v的方向向下，大小先變大后變小的方向向下，大小先變大后變小答案：答案：C解析：解析：物體

15、從物體從A到到B的過程中，水平方向一直的過程中，水平方向一直受到向左的滑動摩擦力受到向左的滑動摩擦力Ffmg，大小不變；還，大小不變；還一直受到向右的彈簧的彈力，從某個值逐漸減小一直受到向右的彈簧的彈力，從某個值逐漸減小為為0.開始時，彈力大于摩擦力，合力向右，物體開始時，彈力大于摩擦力，合力向右，物體向右加速，隨著彈力的減小，合力越來越?。坏较蛴壹铀?，隨著彈力的減小，合力越來越??；到A、B間的某一位置時，彈力和摩擦力大小相等、間的某一位置時，彈力和摩擦力大小相等、方向相反，合力為方向相反，合力為0，速度達到最大；隨后，摩，速度達到最大；隨后，摩擦力大于彈力，合力增大但方向向左，合力方向擦力大

16、于彈力，合力增大但方向向左，合力方向與速度方向相反，物體開始做減速運動所以，與速度方向相反，物體開始做減速運動所以，小物體由小物體由A到到B的過程中，先做加速度減小的加的過程中，先做加速度減小的加速運動，后做加速度增加的減速運動，正確選項速運動，后做加速度增加的減速運動，正確選項為為B、D.答案：答案：BD答案：答案：(1)g(sin cos )，方向沿斜面，方向沿斜面向下向下(2)g(sin cos )，方向沿斜面向下，方向沿斜面向下【反思總結(jié)反思總結(jié)】應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟及常用方法步驟及常用方法(1)一般步驟一般步驟確定研究對象確定研究對象進行受力分析和

17、運動狀態(tài)分析，畫出受力的進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖示意圖建立坐標系，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)定律列方程統(tǒng)一已知量單位，代值求解統(tǒng)一已知量單位，代值求解檢查所得結(jié)果是否符合實際，舍去不合理的檢查所得結(jié)果是否符合實際，舍去不合理的解解(2)常用方法常用方法矢量合成法：若物體只受兩個力作用時，應(yīng)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

18、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力定則求物體所受的合力答案：答案：(1)7.5 m/s2方向水平向右車廂可方向水平向右車廂可能水平向右做勻加速直線運動，也可能水平向能水平向右做勻加速直線運動，也可能水平向左做勻減速直線運動左做勻減速直線運動(2)12.5 N答案：答案：B解析：解析：設(shè)兩物體質(zhì)量均為設(shè)兩物體質(zhì)量均為m，未加，未加F時，整時，整體：體：kx12mg當(dāng)木塊當(dāng)木塊A下移下移4 cm，撤去，撤去F的瞬間，的瞬間，對對A、B整體有：整體有：kx22mg2ma對對A有有FBAmgma聯(lián)

19、立聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)并代入數(shù)據(jù)a20 m/s2，得，得FBA1.5 N.答案：答案：C常見的輕繩、輕桿、輕彈簧物理模型常見的輕繩、輕桿、輕彈簧物理模型在應(yīng)用牛頓第二定律求解物體的瞬時加速度時，在應(yīng)用牛頓第二定律求解物體的瞬時加速度時， 經(jīng)常會遇到輕繩、輕桿、輕彈簧和橡皮繩這些常經(jīng)常會遇到輕繩、輕桿、輕彈簧和橡皮繩這些常見的力學(xué)模型全面準確地理解它們的特點，可見的力學(xué)模型全面準確地理解它們的特點，可幫助我們靈活正確地分析問題幫助我們靈活正確地分析問題一、這些模型的共同點是一、這些模型的共同點是都是質(zhì)量可忽略的理想化模型，都會發(fā)生形變而都是質(zhì)量可忽略的理想化模型，都會發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力，同一時刻內(nèi)部彈

20、力處處相等且與運動產(chǎn)生彈力，同一時刻內(nèi)部彈力處處相等且與運動狀態(tài)無關(guān)狀態(tài)無關(guān)二、這些模型的不同點二、這些模型的不同點1輕繩：只能產(chǎn)生拉力，且方向一定沿著繩子輕繩：只能產(chǎn)生拉力，且方向一定沿著繩子背離受力物體，不能承受壓力；認為繩子不可伸背離受力物體，不能承受壓力；認為繩子不可伸長，即無論繩子所受拉力多大，長度不變長，即無論繩子所受拉力多大，長度不變(只要只要不被拉斷不被拉斷)；繩子的彈力可以發(fā)生突變；繩子的彈力可以發(fā)生突變瞬時產(chǎn)瞬時產(chǎn)生，瞬時改變、瞬時消失生，瞬時改變、瞬時消失2輕桿：既能承受拉力，又能承受壓力，施力輕桿：既能承受拉力，又能承受壓力，施力或受力方向不一定沿著桿；認為桿既不可伸長

21、、或受力方向不一定沿著桿；認為桿既不可伸長、也不可縮短，桿的彈力也可以發(fā)生突變也不可縮短，桿的彈力也可以發(fā)生突變3輕彈簧：既能承受拉力，又能承受壓力，力輕彈簧：既能承受拉力，又能承受壓力，力的方向沿彈簧的軸線；受力后發(fā)生較大形變，彈的方向沿彈簧的軸線；受力后發(fā)生較大形變，彈簧的長度既可變長，又可變短，遵循胡克定律；簧的長度既可變長，又可變短，遵循胡克定律；因形變量較大，產(chǎn)生形變或使形變消失都有一個因形變量較大，產(chǎn)生形變或使形變消失都有一個過程，故彈簧的彈力不能突變，在極短時間內(nèi)可過程，故彈簧的彈力不能突變，在極短時間內(nèi)可認為彈力不變認為彈力不變4橡皮繩：只能承受拉力，不能承受壓力；其橡皮繩：只

22、能承受拉力，不能承受壓力；其長度只能變長，不能變短，同樣遵循胡克定律；長度只能變長，不能變短，同樣遵循胡克定律；因形變量較大，產(chǎn)生形變或使形變消失都有一個因形變量較大，產(chǎn)生形變或使形變消失都有一個過程，故橡皮繩的彈力同樣不能突變過程，故橡皮繩的彈力同樣不能突變答案：答案：(1)aAaBg，方向豎直向下，方向豎直向下(2)aA2g，方向豎直向上；，方向豎直向上；aBg，方向，方向豎直向下豎直向下 答案：答案：CD2靜止在光滑水平地面上的物體，受到一個靜止在光滑水平地面上的物體，受到一個水平拉力，當(dāng)力剛開始作用的瞬間，正確的水平拉力，當(dāng)力剛開始作用的瞬間，正確的說法是說法是()A物體同時獲得速度和加速度物體同時獲得速度和加速度B物體立即獲得加速度，但速度仍為零物體立即獲得加速度，但速度仍為零C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：由牛頓第二定律知：物體受到的合外力由牛頓第二定律知：物體受到的合外力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，故物體立即獲得加速與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，故物體立即