高一物理人教必修1课件4.3牛顿第二定律

1、3 牛顿第二定律,温故知新,精彩回眸,1关于运动和力，下列说法正确的是 () A物体受到力的作用就从静止开始运动，可见力是产生运动的原因 B如果停止外力的作用，运动物体会逐渐停下来，所以力是维持运动的原因 C作用在物体上的力是使物体运动状态改变的原因 D物体的运动方向必定与所受外力的方向相同 答案：C,A只将水平恒力增为4F B只将物体的质量减为原来的一半 C只将作用时间增为2t D只将作用时间增为4t 答案：AC,新知梳理,一、牛顿第二定律 1内容：物体加速度的大小跟作用力成_.跟物体的质量成_.加速度的方向跟作用力的方向_. 2关系式：F_.式中F为物体所受的_，k是_.,正比,反比,相同

2、,合力,kma,比例系数,二、力的单位 1在国际单位制中，力的单位是_，符号为_，它是根据牛顿第二定律定义的：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，叫做1 N，即1 N_. 2比例系数k的意义 (1)在Fkma中，k的选取有一定的_. (2)在国际单位制中k1，牛顿第二定律的数学表达式为：_，式中F、m、a的单位分别为_、_、_.,牛顿,N,1 kgm/s2,任意性,Fma,N,kg,m/s2,合作探究,牛顿第二定律的性质,1对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F，当力刚开始作用瞬间 () A物体立即获得速度 B物体立即获得加速度 C物体同时获得速度和加速度 D由于物体没有来

3、得及运动，所以速度和加速度都为零,解析：物体受重力、支持力与水平拉力F三个力的作用，重力和支持力合为零，因此物体所受的合力即水平拉力F.由牛顿第二定律可知，力F作用的同时物体立即获得了加速度，但是速度还是零，因为合力F与速度无关而且速度只能渐改变不能突变因此B正确，A、C、D错误 答案：B,1物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是Fma，只要有合外力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只要合外力为零，则加速度为零，与速度的大小无关只有速度的变化率才与合外力有必然的联系 2合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速,合外力、加速度、速度的关系,3力与运动关系：

4、 力是改变物体运动状态的原因，即力加速度速度变化(运动状态变化)，物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然的联系 4加速度的定义式与决定式：,【特别提醒】物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同,2物体运动的速度方向、加速度方向和所受合外力的方向的关系是 () A速度方向、加速度方向和合外力方向总是相同的 B加速度跟合外力总是同方向，速度方向与它们的方向可能相同，也可能不同 C速度跟加速度总是同方向，但合外力的方向与它们可能相同，也可能不同

5、D物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总跟合外力的方向相同,解析：加速度由合外力产生，加速度的方向与合外力的方向总是相同的，而加速度方向与物体速度方向无直接联系，可能相同，也可能不同，B正确；速度方向与加速度以及合外力方向不一定相同，A错速度方向跟加速度方向可能相同，可能相反，也可能成任意角，C错速度不是由合外力产生的，由于物体受力从而产生了加速度，使物体的速度发生变化 答案：B,说一说：质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的，你怎样解释？,教材资料分析,典例精析,【例1】 如图431所示，物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，

6、并被弹簧反向,力与运动关系的定性分析,图4-3-1,弹回若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中(),AP的加速度大小不断变化，方向也不断变化 BP的加速度大小不断变化，但方向只改变一次 CP的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小 D有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大,答案：C,反思领悟：a的大小和方向由物体的合力决定而物体速度的变化则由a和v的方向关系决定，a与v同向物体做加速运动，a与v反向物体做减速运动,如图432所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连设在某一段,图4-3-2,时间内

7、小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是 () A向右做加速运动 B向右做减速运动 C向左做加速运动 D向左做减速运动,解析：弹簧处于压缩状态，故小球受到合力方向向右，小球加速度方向向右，若小车原速度方向向右，则小车向右做加速运动，A正确，若小车原速度方向向左，则小车向左做减速运动，D正确 答案：AD,【例2】如图433所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g取10 m/s2，sin 370.6， cos 370.8)求：,正交分解法在牛顿第二定律中的应用,图4-3-

8、3,(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； (2)悬线对球的拉力,解析：方法一合成法 (1)由于车厢沿水平方向运动，所以小球加速度(或合力)的方向水平向右 选小球为研究对象，受力分析如右图所示 由牛顿第二定律得F合mgtan ma，,方法二正交分解法 建立坐标系，并将悬线对小球的拉力正交分解；如右图所示 则沿水平方向有Fsin ma， 竖直方向有Fcos mg.,联立以上两式可解得车厢的加速度a和悬线对球的拉力F.,反思领悟：1.应用牛顿第二定律解决问题的一般步骤,2牛顿第二定律Fma中的“F”指物体受到的所有力的合力，而不一定是某个力 3当物体速度的方向不确定时，同一加速度可能对应两种

9、不同的运动情况 4沿加速度方向和垂直加速度方向分解各力后，在垂直加速度的方向上，物体受力平衡,如图434所示，物体A的质量为10 kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数0.2，如果用与水平面成,图4-3-4,30的力拉它，为了产生1 m/s2的加速度，F需要多大？(g取10 m/s2),解析：物体A受力情况如图所示，根据牛顿第二定律列方程 Fcos 30FNma FNFsin 30mg0 联立以上两式解得 代入数据解之得F31 N. 答案：31 N,【例3】 如图435所示，质量分别为m和2m的A和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，

10、此时A和B两球的瞬时加速度分别是aA_，aB_.,瞬时加速度的计算,图4-3-5,解析：分析B球原来受力如图： F2mg 剪断细线后弹簧形变瞬间不会恢复，故B球受力不变，aB0. 分析A球原来受力如图： TFmg，FF 故T3 mg. 剪断细线T变为0，F大小不变，物体A受力如图,答案：3g0,反思领悟：解答此类问题： (1)注意物体受力情景变化前后的不同 (2)弹簧模型：弹簧形变不会突变，又如橡皮条细线模型：微小形变容易突变，又如杆等,如图436，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,图4-3-6,向突然抽出，设抽出后的瞬间，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(),答案：C,牛顿定律中的临界问题 用牛顿定律研究力与运动的关系时，常遇到某一弹力或摩擦力为零的现象，这现象往往隐含在物理过程中，不易发现如果采用极限法，分别设加速度为无穷大和零，分析出研究对象的两种可能情况，即可找出这两种状态分界点的临界条件,创新拓展,【例4】 如图437，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B,图4-3-7,受到向右的恒力FB2 N，A受到向右的水