高中物理人教必修一4.3 牛頓第二定律課件

1、人教版 必修一4.3 牛頓第二定律課前導(dǎo)入“螳臂當(dāng)車”莊子人間世：“汝不知夫螳螂乎，怒其臂以當(dāng)車轍，不知其不勝任也?！闭埬闼伎迹后蹞踯囖H的力能否使車產(chǎn)生加速度？若能，該加速度又有多大？對車的運(yùn)動狀態(tài)影響如何？知識導(dǎo)圖牛頓第二定律一、牛頓第二定律的理解1對牛頓第二定律“五性”的理解(1)“瞬時性”：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a為某一瞬時的加速度，F(xiàn)即為該時刻物體所受的合外力(2)“矢量性”：公式Fma是矢量式，任一瞬時，a的方向均與合外力方向相同(3)“同一性”：一是指加速度a相對于同一個慣性系；二是指式中F、m、a三量必須對應(yīng)同一個物體或同一個系統(tǒng)(4)“同

2、時性”：牛頓第二定律中F、a只有因果關(guān)系而沒有先后之分F發(fā)生變化，a同時變化，包括大小和方向(5)“獨(dú)立性”：若a為物體的實(shí)際加速度，則F必為物體受到的合外力，而作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度也都遵循牛頓第二定律，與其他力無關(guān)，而物體實(shí)際的加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和牛頓第二定律2m與F和a的關(guān)系物體的質(zhì)量與物體所受的力和物體的加速度無關(guān)，我們不能根據(jù)m得出mF，m的結(jié)論我們可以這樣理解公式m：物體的質(zhì)量m在數(shù)值上總等于作用在物體上的外力F與物體所產(chǎn)生的加速度a之比3對公式Gmg的理解(1)在初中學(xué)過重力與質(zhì)量的關(guān)系式Gmg，當(dāng)時指出g9.8 N/kg.(2)在自由落體運(yùn)動中又

3、學(xué)了g為重力加速度，大小為g9.8 m/s2.(3)通過學(xué)習(xí)本章的牛頓第二定律，對公式Gmg有了更進(jìn)一步的理解：g是由于地面上的物體受重力而產(chǎn)生的加速度牛頓第二定律二、牛頓第一、二定律綜合理解1牛頓第一定律并不是牛頓第二定律F合0時的特殊情形，因?yàn)榕ｎD第一定律所描述的是物體不受外力的運(yùn)動狀態(tài)，是一種理想情況2牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，第一定律指出了力和運(yùn)動的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，從而完善了力的內(nèi)涵；而第二定律則進(jìn)一步定量地給出了決定物體加速度的因素3要研究物體在力的作用下做什么運(yùn)動，必須知道物體在不受力的情況下處于怎樣的運(yùn)動狀態(tài)，所以牛頓第一定律是研究力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，是不能用

4、牛頓第二定律來代替的牛頓第二定律三、牛頓第二定律的應(yīng)用1用牛頓第二定律解題的一般步驟(1)認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量(2)選取研究對象所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象(3)分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況畫好受力圖，指出物體的運(yùn)動狀態(tài)(4)選正方向或建立坐標(biāo)系，通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣鹊姆较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向(5)求合外力(6)根據(jù)牛頓第二定律列方程求解，必要時還要對結(jié)果進(jìn)行討論，對于不切實(shí)際、不合理的解要舍去牛頓第二定律2運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合力的正交分解法解題(1)正交分解法是把一個矢量分

5、解在兩個互相垂直的坐標(biāo)軸上的方法，其實(shí)質(zhì)是將復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為簡單的代數(shù)運(yùn)算表示方法：(2)為減少矢量的分解，建立坐標(biāo)系時，確定x軸正方向有兩種方法：分解力而不分解加速度通常以加速度a的方向?yàn)閤軸正方向，把力分解到坐標(biāo)軸上，分別求合力：Fxma，F(xiàn)y0.分解加速度而不分解力若分解的力太多，比較煩瑣，可根據(jù)物體受力情況，使盡可能多的力位于兩坐標(biāo)軸上而分解加速度a，得ax和ay，根據(jù)牛頓第二定律得方程組Fxmax，F(xiàn)ymay.例1如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端自由伸長時恰好到達(dá)O點(diǎn)，將質(zhì)量為m(視為質(zhì)點(diǎn))的物體P與彈簧連接，并將彈簧壓縮到A由靜止釋放物體后，物體將沿水平面運(yùn)動若物體與水平面的摩

6、擦力不能忽略，則關(guān)于物體運(yùn)動的下列說法中正確的是()A從A到O速度不斷增大，從O到B速度不斷減小B從A到O速度先增大后減小，從O到B速度不斷減小C從A到O加速度先減小后增大，從O到B加速度不斷增大D從A到O加速度不斷減小，從O到B加速度不斷增大例1如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端自由伸長時恰好到達(dá)O點(diǎn)，將質(zhì)量為m(視為質(zhì)點(diǎn))的物體P與彈簧連接，并將彈簧壓縮到A由靜止釋放物體后，物體將沿水平面運(yùn)動若物體與水平面的摩擦力不能忽略，則關(guān)于物體運(yùn)動的下列說法中正確的是()解析設(shè)物體與水平面的動摩擦因數(shù)為，分析物體受力情況可知從A到O的過程中，彈簧對物體的彈力kx向右，摩擦力mg向左，取向右為正方向，由

7、牛頓第二定律可得：kxmgma，開始階段，kxmg，物體P向右加速，但a隨x的減小而減小，當(dāng)kxmg時，加速度a0，此后a隨x的減小而反向增大，因a與速度反向，物體P的速度減??；物體P由O到B的過程，彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧對物體的彈力方向向左，摩擦力mg也向左，取向左為正方向，有：kxmgma，a隨x的增大而增大，故此過程a與v反向，物體的速度不斷減小綜上所述選項(xiàng)B、C正確答案BC例2如圖所示，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()A加速度變大，速度變小B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D加速度先變

8、小后變大，速度先變小后變大解析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，mgkxma，a向下，隨彈簧壓縮量x的增大而減小，因a、v同向，速度增大，當(dāng)mgkx以后，隨著x的增大，彈力大于重力，合外力向上，加速度向上，小球的加速度與速度的方向相反，小球做減速運(yùn)動，直到彈簧的壓縮量最大綜上所述，選項(xiàng)C正確答案C例3 如圖22-3甲所示，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，上面小球A與下面小球B的加速度為()AaAg，aBgBaAg，aB0CaA2g，aB0 DaA0，aBg例3 如圖22-3甲所示，天花板上用細(xì)繩吊起兩個用輕彈簧相連的

9、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，上面小球A與下面小球B的加速度為()解析牛頓第二定律反映的是力和加速度的瞬時對應(yīng)關(guān)系，合外力不變，加速度不變，合外力改變，則加速度也瞬間改變，分析某瞬間物體的受力情況，求出合外力，即可得出物體某瞬間的加速度剪斷細(xì)繩之前設(shè)彈簧彈力大小為F，對A、B兩球在斷線前分別受力分析如圖223乙所示由二力平衡可得：Fmg，F(xiàn)繩mgF2mg剪斷細(xì)繩瞬間，細(xì)繩拉力F繩瞬間消失，而彈簧的彈力F瞬間不發(fā)生變化(時間極短，兩球沒來得及運(yùn)動)，此時對A、B分別用牛頓第二定律(取豎直向下為正方向)有：mgFmaA，mgFmaB，可得：aA2g，方向豎直向下，aB0，所以選項(xiàng)

10、C正確答案C經(jīng)典例題例【1】： (1)若兩個物體與地面間的滑動摩擦因數(shù)均為，其他條件不變，則物體A對B的作用力為多大？(兩物體仍做加速運(yùn)動)(2)兩個物體，放在光滑的傾角為的斜面上，用力F推著向上加速運(yùn)動，則物體A對B的作用力多大？ 甲C 關(guān)于筆記 學(xué)習(xí)筆記是同學(xué)們在學(xué)習(xí)活動中，通過聽講、觀察和思考而記錄的內(nèi)容，是一種重要的學(xué)習(xí)手段俗話“說好記性不如爛筆頭”，隨著時間的推移，所學(xué)知識總要有所遺忘，而學(xué)習(xí)筆記積累了大量的原始資料，稍加整理，就可以使知識系統(tǒng)化，便于日后復(fù)習(xí)鞏固學(xué)習(xí)筆記應(yīng)以注重內(nèi)容、不拘形式、發(fā)展能力為原則，起到拓寬知識、加深理解、訓(xùn)練思維、提高效率的作用1學(xué)習(xí)筆記應(yīng)記什么(1)記

11、重點(diǎn)記重要的概念、原理和規(guī)律物理概念、原理、規(guī)律的敘述常常是簡潔而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，一個關(guān)鍵的字、詞往往隱藏著豐富的內(nèi)涵因此在物理概念、原理、規(guī)律的學(xué)習(xí)中，必須及時把老師在課堂上分析的這些隱藏著的潛臺詞整理出來，并做必要的記錄記典型習(xí)題典型習(xí)題對同學(xué)們今后的學(xué)習(xí)可起到引導(dǎo)、啟發(fā)和示范作用，能發(fā)展分析、綜合、歸納和應(yīng)用知識等多方面的能力，培養(yǎng)思維的邏輯性和推理的嚴(yán)密性記一般規(guī)律通常情況，老師會將類似的或有關(guān)聯(lián)的問題進(jìn)行分類、概念，整理其分析思路，總結(jié)一些規(guī)律性的東西(2)記疑點(diǎn)、難點(diǎn)發(fā)現(xiàn)問題是認(rèn)識上的進(jìn)步，問題得到解決是知識水平的提高物理學(xué)習(xí)說到底就是生疑、釋疑的過程每個同學(xué)可整理出自己學(xué)習(xí)情況的“問題集”，以便檢查自己學(xué)習(xí)中遺留的問題，提高學(xué)習(xí)效率(3) 記課外知識俗話說：“處處留心皆學(xué)問”當(dāng)今社會處于信息時代，物理學(xué)習(xí)也應(yīng)適應(yīng)時代要求因此，在物理學(xué)習(xí)中應(yīng)廣泛地閱讀，細(xì)心地觀察，認(rèn)真地思考，隨時采擷信息，使一些現(xiàn)象與物理知識產(chǎn)生神奇的碰撞，迸發(fā)出靈感的火花2記筆記時應(yīng)注意的問題(1)處