牛顿第二定律课件

牛顿第二定律课件第1页，共42页，2023年，2月20日，星期一力运动状态变化速度变化产生加速度力是产生加速度的原因知识回顾：1.力和运动的关系是怎样的呢??aFm第2页，共42页，2023年，2月20日，星期一推导：a

∝

FF∝ma

正比于a

∝m1a∝mFF＝kma

k为比例系数第3页，共42页，2023年，2月20日，星期一国际单位制中，力的单位是牛顿，“1N”的力是使质量是1kg的物体获得加速度1m/s2的加速度所需要的力，

人为规定

:1N=1kg.m/s2

所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成F＝ma

牛顿第二定律的数学表达式F＝kma

思考：k=?

第4页，共42页，2023年，2月20日，星期一一.牛顿第二定律内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.F＝ma

牛顿第二定律更一般的表述：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.合外力第5页，共42页，2023年，2月20日，星期一问题1.牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？力是产生加速度的原因因果性二.

对牛顿第二定律的理解第6页，共42页，2023年，2月20日，星期一问题2.

在牛顿第二定律的表达式F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度a的方向与力F的方向是一致的。矢量性第7页，共42页，2023年，2月20日，星期一问题3.

从牛顿第二定律的内容分析,F、m、a是对于几个物体而言的?

F、m、a都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。同体性第8页，共42页，2023年，2月20日，星期一问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作用下由静止开始运动，(1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?速度将怎样变化?(2)当力F减到0时，加速度为___,速度达到___

加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化.瞬时对应性加速度减小，速度增大0最大第9页，共42页，2023年，2月20日，星期一问题5.如图：一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则

(1)物体产生的加速度是多大？

F1NGF2a2a1(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N，方向水平向左的拉力F2，则物体的加速度是多大？

(3)3s后物体的加速度为0，那是不是说3s后F1不再产生加速度了呢？（2m/s2）（0）物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。独立性第10页，共42页，2023年，2月20日，星期一讨论：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，

(1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；

(2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0G=mgFN第11页，共42页，2023年，2月20日，星期一下列说法正确的是：

1、物体合外力减小时，加速度一定减小2、物体合外力减小时，速度一定减小

3、物体速度为零，合外力一定为零

4、物体合外力为零时，速度一定为零

5、物体的运动方向一定跟合外力方向相同6、物体的加速度方向一定跟合外力方向相同小试牛刀:

练习一：第12页，共42页，2023年，2月20日，星期一

质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和4N的共点力作用。则物体的加速度大小可能是A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2

练习二：答案：ABC第13页，共42页，2023年，2月20日，星期一正交分解法平行四边形法例：光滑水平面上有一个物体，质量是2㎏，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多大？F1F20F有没有其他方法？0F1F2a2a1a0F1F2F1xF1yF2xF2y--------------------------------------------------)600)600xy)600)600)600第14页，共42页，2023年，2月20日，星期一汽车重新加速时的受力情况某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。汽车减速时受力情况GFNf阻f阻FFNG课本例1：第15页，共42页，2023年，2月20日，星期一

解:设汽车运动方向为正方向关闭发动机后：汽车水平受力如右图(1)汽车初速v0=100km/h=27.8m/s汽车末速v=0

汽车运动时间t=70s因此，汽车的加速度

有牛顿第二定律得汽车受到的阻力为负号表示与速度方向相反f阻x图(1)减速时第16页，共42页，2023年，2月20日，星期一

重新启动后：汽车水平受力如右图(2)

F合=F-f阻

=2000N-437N=1563N有牛顿第二定律得汽车的加速度为

加速度方向与汽车速度方向相同f阻F图(2)加速时x第17页，共42页，2023年，2月20日，星期一三.用牛顿第二定律解题的一般步骤1.确定研究对象；2.对研究对象进行受力分析及运动状态分析；3.求出合力；(力的合成法；正交分解法)4.根据牛顿第二定律F=ma建立方程并求解。第18页，共42页，2023年，2月20日，星期一思考：在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，为什么只有当盘和砝码的质量m远远小于小车和砝码的质量M时，才有盘和砝码的总重力等于小车受到的拉力？第19页，共42页，2023年，2月20日，星期一

练习三：如图所示,质量为4kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20Ｎ,与水平方向成60°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(ｇ取10m/s2)

解：对物体进行受力分析，如图：

在竖直方向上合力为零，在水平方向上，F合=Fcosθ由牛顿第二定律得：

代入数据可解得物体的加速度a=2.5m/s2.

图1FmgFNθ第20页，共42页，2023年，2月20日，星期一一个物体质量为m，放在一个倾角为θ的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度？（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为μ，求物体的加速度？θmgFNaFfF2F1θ

练习四：第21页，共42页，2023年，2月20日，星期一＊静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变、大小从某一数值逐渐减小的水平外力作用时，木块将做()A.匀减速运动B.匀加速运动C.加速度逐渐减小的变加速运动D.加速度逐渐增大的变加速运动C第22页，共42页，2023年，2月20日，星期一(广东高考·单选)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20kg的建筑材料以0.5m／s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(取10m／s2)()A.510N B.490N C.890N D.910NB第23页，共42页，2023年，2月20日，星期一1.一个静止在光滑水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。求物体在4s末的速度和4s内的位移。第24页，共42页，2023年，2月20日，星期一2.题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2”。求物体在4s末的速度和4s内的位移，g=10m/s2

。第25页，共42页，2023年，2月20日，星期一3.将例题1中的“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37˚角”，大小仍为10N，其他条件均不变，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)第26页，共42页，2023年，2月20日，星期一4.例题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2”。将“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37°角”，大小仍为10N，其他条件均不变，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)第27页，共42页，2023年，2月20日，星期一5.一斜面AB长为3ｍ,倾角为３7°,一质量为２kg的小物体从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示:(1)若斜面与物体间光滑,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(sin37°=0.6,cos37°=0.8，g=10m/s2。)BA第28页，共42页，2023年，2月20日，星期一一、已知受力情况确定运动情况1.受力分析2.求合力（平行四边形定则；正交分解法）3.求加速度(F=ma)4.确定运动情况（运动学方程）第29页，共42页，2023年，2月20日，星期一6.从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m．已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N．求：（1）汽车运动的加速度大小；（2）运动过程中汽车所受的阻力大小.第30页，共42页，2023年，2月20日，星期一7.一辆质量为1000kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，刹车后做匀减速运动，位移为12.5m，求所需阻力的大小。第31页，共42页，2023年，2月20日，星期一8.质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16m/s,求物体受到的阻力是多少?第32页，共42页，2023年，2月20日，星期一9.如图所示，质量为5kg的物体在与水平面成30˚角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数μ＝0.1，求作用力F的大小。（g＝10m/s2）第33页，共42页，2023年，2月20日，星期一10.如图所示，物体以初速沿斜面上滑时加速度大小为6m/s2，沿斜面自由下滑时加速度大小为4m/s2，试求物体与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角。第34页，共42页，2023年，2月20日，星期一二、已知运动情况确定受力情况1.已知运动情况2.求加速度（运动学方程）3.求合外力(F=ma)4.确定受力情况（正交分解法；平行四边形定则）第35页，共42页，2023年，2月20日，星期一瞬时加速度的求解重力不可突变摩擦力可突变弹力：微观形变---可突变（轻绳中的拉力、支持力、压力）宏观形变---不可突变（弹簧的弹力、橡皮绳的拉力）第36页，共42页，2023年，2月20日，星期一如图所示，质量均为m的A、B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬时加速度各是多少？aA=2g，方向竖直向下aB=0第37页，共42页，2023年，2月20日，星期一(大纲全国Ⅰ高考·单选)如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出木板的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度大小为g。则有()A.a1=0，a2=gB.a1=g，a2=gC.