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粤教版高中物理必修一课件：牛顿第二定律的应用

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2015-2016高中物理 第四章 第五节 牛顿第二定律的应用课件 粤教版必修1

2015-2016高中物理 第四章 第五节 牛顿第二定律的应用课件 粤教版必修1

►尝试应用 2.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料 .一个质量为 70.0 kg 的工人站在地面上， 通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.500 m/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（g 取 10 m/s2） （B）
A.510 N C.890 N
作用力与反作用力总是 大小相等，方向相反， 作用在同一直线上
公式
F＝－F′ 揭示了物体间力的作用 的相互性，明确了相互 作用力的关系
栏 目 链 接
意义
研究方法
由实际现象归纳总结得 出，可用实验验证
联系
牛顿三个运动定律是一个整体，是动力学的基础，牛顿第二定律是以牛顿第一 定律为基础，由实验总结得出的
►尝试应用 4.测量汽车加速度一种方法是看吊挂在汽车内的一个单摆的偏 斜角度.设一辆向左匀加速行驶的汽车内悬挂着一件质量为 0.5 kg 的 小工艺品，其偏离竖直位置正好是 θ.（g＝10 m/s2）求： （1）汽车的加速度. （2）小工艺品对绳子的拉力.
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律， 描述的是力的瞬时作用 效果——产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该 物体在这一时刻所受的合外力的大小和方向来决定的 .当物体所受到 的合外力发生变化时，它的加速度随即变化. 无明显形变产生的弹力能突变，如“绳”和“线”等的弹力；有 明显形变产生的弹力不能突变，如“弹簧”和“橡皮绳”的弹力.
栏 目 链 接
（1）已知物体的受力情况，确定物体的运动状态. 在受力情况已知的情况下， 要求判断出物体的运动状态或求出物 体的运动速度或位移.处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的 合力，由牛顿第二定律求出加速度，再由运动学的公式求出时间、速 度及位移等量.

粤教版高中物理必修1《牛顿第二定律的应用》ppt课件1

粤教版高中物理必修1《牛顿第二定律的应用》ppt课件1
FＮ
a
G1
F阻 G2
)30o
G
练习2、质量为5Kg的物体在与水平面成370角 斜向右上方的拉力F的作用下，沿水平桌面向 右做直线运动，经过5m的距离，速度由4m/s 变为6m/s，已知物体跟桌面间的动摩擦因数 u=0.1，求作用力F的大小. (g=10m/s2 sin370=3/5 cos370 =4/5 )
物体受 力情况 牛顿第 二定律 加速度 a 运动学 公 式 物体运 动情况
例2、一个滑雪的人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度 沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角ß =300，在t=5s的时间内 滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力 和空气阻力)。 思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利 用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。
解：第一步求a
第二步求F合阻力要对人进行
受力分析画受力图，如下 N GX X G f GY Y
因为是 匀加速 滑下， 所以加 速度向 下，速 度向下
因为V0=2m/s，X=60m，t=5s 1 2 据公式 X V0t at 2 求得a = 4m/s2
第二步求F合、阻力
要对人进行受力分析画受力图
4.如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律F合=ma，先求合力再求加速度。 5.本题的解题思路如何？ 先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度， 最后用运动学公式求解。 FN
解：物体受力如图
F2
O
F1
由图知：F合=F1-F2
G 2 F 1 F 2 6.4 4.2 2 m / s 1.1m / s 由牛顿第二定律可得: a m 2 4s末的速度
动力学的两类基本问题
一、 从受力确定运动情况

粤教版物理必修一课件第四章第五节牛顿第二定律的应用

粤教版物理必修一课件第四章第五节牛顿第二定律的应用
1 1 3 2 ＝2×10× －0.04× × 10 m＝233 m 2 2 1 v＝at＝10× 2－0.04×
3 ×10 m/s＝46.5 m/s. 2
知识点 2 从运动情况确定受力情况
一位同学通过电视观看火箭发射时的情景．他听到现场总 指挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时．假设
得F总＝ (ma)2＋(mg)2＝mg μ2＋1，因此答案 C 正确．
答案：C
图 19
牛顿第二定律中的临界问题 1．临界问题 (1)临界状态：在物体的运动状态变化的过程中，相关的一 些物理量也随之发生变化．当物体的运动变化到某个特定状态
时，有关的物理量将发生突变，该物理量的值叫临界值，这个
特定状态称之为临界状态．临界状态是发生量变和质变的转折 点． (2)关键词语：在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、 “刚好”、“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，
第五节 牛顿第二定律的应用
1．牛顿第二定律给出了加速度与力、质量之间的定量关系：
F a＝ m 因此在已知受力的情况下可以结合运动学公式 ________. __________，解决
有关物体运动状态变化的问题；也可以在已知物体运动状态发 加速度 ，再结 生变化的情况下，运用运动学公式求出物体的________ 合牛顿第二定律确定物体的受力情况．
隐含了相应的临界条件．
(3)解题关键：解决此类问题的关键是对物体运动情况的正 确描述，对临界状态的判断与分析． (4)常见类型：动力学中的常见临界问题主要有两类：一是
弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离、绳子的绷紧与松
弛问题；一是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题．
2．解决临界值问题的两种基本方法

粤教版物理必修一课件4-4牛顿第二定律

粤教版物理必修一课件4-4牛顿第二定律

已知物体
由牛顿第二定律求a
4.对由几个简单过程组成的复杂问题，要利用运动过程图找出位移、速度、时间 之间的关系，根据关系列方程求解。 5.对比较简单的问题，求出加速度后可直接由牛顿第二定律或运动学公式列方程 求解。
2.应用牛顿第二定律解题，问题有哪两种类型？
3.你觉得应用牛顿第二定律解题的解题步骤是什 么？
a 2m / s
2
f f 0.2 FN mg
2.质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面 2kg 作直线运动，一段时间后撤去，其运动的图 g 10 m 2 像如图所示。取，求： s (1)物体与水平面间的运动摩擦因数； (2)水平推力的大小； 0 10s （3）内物体运动位移的大小。
当堂训练
1．质量为5kg的物体受水平拉力F的作用，物体 以10m/s的速度在水平面上沿拉力方向做匀速 直线运动。当突然撤去F后，物体经5s停止运 动，（g取10m/s2）求： （1）F的大小。 （2）物体与水平面间的动摩擦因数。
由得
F f ma 10 N
f FN
0 v at
第五节牛顿第二定律的应用
学习目标
1.通过牛顿运动定律的应用过程，培养 学生分析解决物理问题的能力； 2.通过学习牛顿运动定律的应用，帮助 学生建立并理解正确的力与运动的关 系。
1.仔细审题，根据问题的需要和解题方便，确定研究对象。
要求物体 2.分析物体的受力情况和运动情况，明确物体的运动性质（是匀速还是匀变速） 受力情况 运动情况 学习指导，阅读教材 92 — 94 页，思考以下问题，时间 8分钟。 和运动过程，画出运动过程图及受力图。如果是比较复杂的问题，要弄清整个物 理现象是由哪几个简单过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个 由运动学公式求a 要求物体 已知物体 过程。 受力情况 运动情况 3.联系力和运动的“桥梁”是加速度，根据题目条件看是用合外力求加速度还是 1.写出牛顿第二定律的数学表达式； 用运动学公式求加速度，求出研究对象的加速度。

粤教版物理必修一课件配套：4.5牛顿第二定律的应用.pptx

粤教版物理必修一课件配套：4.5牛顿第二定律的应用.pptx

vt=v0+at1
④
解得：t1=0.4 s
时间t1内物体的位移
s1 =
1 2
at12
=
1 2
5 0.42
m
=0.4 m＜10 m
物体位移为0.4 m时，物体的速度与传送带的速度相同，物
体运动0.4 s后不再受摩擦力，开始做匀速运动
s2=v2t2
⑤
因为s2=s-s1=10 m-0.4 m=9.6 m,v2=2 m/s
（1）由运动学规律求加速度,要特别注意加速度 的方向,从而确定合外力的方向,不能将速度的方向和加速度 的方向混淆. （2）题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力.
【典例2】（2011·广州高一检测）一辆汽车在恒定牵引力 作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此 后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m ＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求： （1）关闭发动机时汽车的速度大小； （2）汽车运动过程中所受到的阻力大小； （3）汽车牵引力的大小． 【解题指导】分析物体的受力情况及运动规律时，注意前 后两个阶段的变化.
【正确解答】以放到传送带上的物体为
研究对象,如图所示,在竖直方向受重力
和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,做
v0=0的匀加速运动. 根据牛顿第二定律得:
水平方向:f=ma
①
竖直方向：FN-mg=0
②
f=μFN③
由①②③式解得：a=5 m/s2
设经时间t1,物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运 动的速度公式
由牛顿运动定律，得mgcotθ=ma0， 所以a0=gcotθ=gcot30°= 3 g. （2）当a=2 g时，由于a>a0，所以此时小球已离开滑块， 设此时细线与水平方向的夹角为α,则其受力情况如图所示.

粤教版物理必修一课件第1部分第四章第五节牛顿第二定律的应用

粤教版物理必修一课件第1部分第四章第五节牛顿第二定律的应用
竖直向上。
由牛顿第三定律得她对蹦床的作用力F′＝F＝1
225 N，方向竖直向下。
[答案]
1 225 N
方向竖直向下
[借题发挥]
(1)解决问题时，一定要明确研究对象和物体
的运动过程，抓住受力情况和运动状态的分析，
建立力和运动的联系。 (2)加速度是联系运动学和动力学的桥梁，正 确地求得加速度是解决问题的关键。
答案：30 m/s
75 m
2．一光滑斜劈，在力F推动下向左做 匀加速直线运动，且斜劈上有一木 块恰好与斜面保持相对静止，如图 4－5－2所示，则木块所受合力的 方向为 ( ) 图4－5－2
A．水平向左
B．水平向右
C．沿斜面向下D．沿斜面向上
解析：因为木块随斜劈一起向左做匀加速直线运动，故
木块的加速度方向水平向左。根据牛顿第二定律，木块
2．如图4－5－5所示，水平地面上放置
一个质量为m＝10 kg的物体，在与水 平方向成θ＝37° 角的斜向右上方的拉 力F＝100 N的作用下沿水平地面从静 止开始向右运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝ 图4－5－5
0.5。求：5 s末物体的速度大小和5 s内物体的位移。
(sin 37° ＝0.6，cos 37° ＝0.8，g＝10 m/s2)
取竖直向上为正方向，则由运动学公式 v2＝－v1＋at v2－－v1 10－－8 2 得她的加速度大小为 a＝ ＝ m/s ＝15 t 1.2 m/s2，方向竖直向上。 她与蹦床接触的过程中受重力 mg 和蹦床对她的平均 作用力 F，由牛顿第二定律得
F－mg＝ma
解得蹦床对她的平均作用力F＝1 225 N，方向
理解 教材 新知 第 四 章 第 五 节
知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三

高中物理 牛顿第二定律的应用课件 粤教必修1


例三 一列静止在站台里的火车，总质量为6.0×105kg，伴随着一声笛响，
这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到了72km/h，若火车 做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合外力要多大才能满足加速的 要求？
解：取火车前进方向为正方 向，根据匀速直线运动的规
律有： vt v0 at
拔去M时，小球的加速度数值为12，则合外力的数值为
12m，但没有指明方向，所以上面弹簧对小球的弹力为12m，
方向可能向上也可能向下。两种情况下再与小球的重力进行
N
合成，即得结论。
练习
1、下列关于由小车实验得出牛顿第二定律F=ma的说法中，符
合实际的是： D
A、同时改变小车的质量m及受到的拉力F，得出加速度a、力F、质量 m三者关系
由牛顿第二定律可得汽车的加速度：a0v0 v0
t
t
∴ 汽车受到的阻力为：
F 阻 m a m t0 v 11 7 2 0 0 .8 7 N 0 4N 37
例一某质量为1,100kg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。
解：在重新起步并加速后，汽车除了受到上述阻力外，还受到 牵引力F，汽车所受的合力为：
F 合 20N 0403 N 7 15N63
由牛顿第二定律可得汽车的加速度：
aF m 合1 11 5m 0 6s20 3 1.4m 2s2
例二 一个物体，质量是 2 kg ，受到互成120°角的两个力 F1 和 F2 的
矢量性 同一性 瞬时性
•11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 •12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 •13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2022/1/182022/1/18January 18, 2022 •14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 •15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 •17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/182022/1/182022/1/181/18/2022 •18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2022/1/182022/1/18

粤教版物理必修一课件高一：4.4牛顿第二定律

.现在，小汽车正在加速行驶，质量为0.20kg的小工艺
品偏离竖直位置正好15°.求：
• ⑴小汽车的加速度.
T
• ⑵小工艺品受到的合外力
解：所受合外力为 F mgtg 0.210 tg15 0.48N θ
加速度为
a gtg 10 tg15 2.4m / s2
习题提示3
又
vt2 v02N 2as
超速
a
+
f
s G
练习
• 如图所示，悬挂于小车里的小球偏离竖直方向θ
角，则小车可能的运动情况是： A、D
• A√. 向右加速运动B. 向右减速运动
T
• C. 向左加速运动D. 向√左减速运动
分析：小球受到重力、拉力。
合力水平向右。因此加速度
θ
水平向右。
a“→”
v“→”,向右加速
N a
f
分析:火车受到4个力.合外 力为ΣF.先由初速度和末 速度求出加速度a,再由质 ΣFFx 量和加速度求出合外力.
G
例1解
• 解:(已知 m=6.0×105kg, t=80s, v0=0, vt=72km/h=20m/s, 求ΣF)
加速度a=Δv/Δt=20/80=0.25m/s2. 合外力Σ F=ma=6.0×105×0.25=1.5×105N.
a
力为f.需列出方程组求解 汽车的初速度.
f
s G
此处符号为 “减”号还是
例2解
•“解负：”以号初? 速度方向为正(默认,可不写)
N mg 0
解之得
因此 f N mg v0 2gs 2 0.61012 12m / s
牛二 f ma v0=12m/s=43.2km/h>40km/h

物理(粤教版)必修一课件：第四章第五节牛顿第二定律的应用


(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合力(包括 大小和方向)．
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速 度．
(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求 出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运 动轨迹等．
[典例❶]如图所示，质量 m＝2 kg 的物体静止在水平 地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间 弹力的 0.25 倍，现对物体施加一个大小 F＝8 N、与水平方向成 θ＝37°角斜向 上的拉力，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取 10 m/s2.
[典例❸] 如图所示，ACD 是一滑雪场示意图，其中 AC 是长 L＝8 m、倾角 θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡 平滑连接的水平面．人从 A 点由静止下滑，经过 C 点时 速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与 接触面间的动摩擦因数均为 μ＝0.25，不计空气阻力．(取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
知识点一 由受力情况确定运动情况
提炼知识 如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求 出物体的加速度，再通过运动学公式确定物体的运动情 况．
判断正误
1．物体的加速度方向与速度同向时，物体做加速运 动．(√)
2．物体的加速度方向与速度反向时，物体做减速运 动．(√)
小试身手
1．质量 m＝10 kg 的物体，在 F＝40 N 的水平向左 的力的作用下，沿水平桌面从静止开始运动．物体运动 时受到的滑动摩擦力 f＝30 N．在开始运动后的第 6 s 末 撤销水平力 F，求：
(2)选取合适的运动学公式，求得加速度 a； (3)根据牛顿第二定律列方程，求得合力；
【典例 2】 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还

牛顿第二定律课件—高一上学期物理粤教版必修第一册(共17张PPT)

第 三 节
牛 顿 第 二 定 律
牛顿这样说，你认同吗？
一、a F
F表示物体所受作用力的大小， a表示物体获得的加速度，
m m表示物体的质量。
牛顿第二定律： 物体的加速度与物体所受到的作用力成正比， 与物体的质量成反比，加速度的方向和作用
力的方向相同。
二、a k F m
三F、ma
国际上规定，使质量为1kg的物体
T
Fcos60m AgF 1 F1 mB g
CD物B重...体力可加能 速处度又F于g取静T1止0m，状/消s态2，m则汽失A车在刹，车后m其B解他得各力FT 不=2变mA，g，A水所平受细合线力被与剪FT断等瞬大间反，向，
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
C.
FT 牛顿第二定律这样用，你会吗？
D
A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N
题1的解析
解析：剪断细线前, A、 B间无压力,
则弹簧的弹力 Fm A g 1 .5 1 0 1 5 N
剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度：
a (m A m B )g F 1 .5 0 .5 1 0 1 5 2 .5 m /s2
m A m B
物体的加速度可能为
题2的解析 D.
4s内的位移大小为( ) 现突然将细线剪断，则剪断后瞬间A、B间的作用力大小为(g取10 )( )
A.
，
C. 水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图所示，
静止时，F Fsin60， ， ， 1、矢量合成法：应用平行四边形法则；
受到的摩擦力大小为20 N，方向向右
瞬时性
加速度与合力是瞬时对应的关系，同时产生，同时 变化，同时消失
同体性 F=ma中F、m、a都是对同一物体而言的
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即汽车刹车前速度为43.2km/h，此汽车属超速行驶。
如果是在潮湿的路面出现上述情况，该汽车是否超速？
v0 2 gs
f 0.5
（不超速）
v0 2gs 120 m / s 11m / s 39.6km / h
当堂训练：
课本P94练习1
课本P94练习4
vt v0 a ※ 两类通常问题： t 1、已知受力情况，求运动情况 1 2 2、已知运动情况，求受力情况 s v0t 2 at 运 2 2 vt v0 2 as 动 ※ 解题思路： 情 况 （ 受 画 运动学规律 求 F合=ma s 力 受 a 合 分 力 t 力 析 图 初始条件 v
=?
0.6
匀减速
=0
=12m
竖直方向平衡：FN=mg 而f
FN mg
由牛顿第二定律有： f ma （负号表示方向Байду номын сангаас
f mg a g m m
2 由vt2 v0 2as, 得 v0 vt2 2as 2as 2 gs
v0 2gs 2 0.6 10 12 m / s 12 m / s 43.2km/ h
4.5 牛顿第二定律的应用
一、学习目标： 1.知道动力学问题的两种通常类型。 2. 通过例题，学习应用牛顿第二定律分析解决 动力学问题的方法和步骤。 二、学法指导 1.在应用牛顿第二定律分析和解决的问题时， 一般而言怎么做，这种问题通常可分为哪两类? 2.阅读例2的“分析”，理解把火车看成匀加速 直线运动的简化方法，概括分析步骤，理解 “解答”过程。 3.阅读例1的“分析”，概括受力分析和运动分 析情况，已知条件和超速判断依据；理解“解 答”过程。
二、牛顿第二定律的应用
起“桥梁”作 用
vt
0
)
课本P93例2 解：火车的运动情况和受力情况如图所示。 选取火车前进方向为正方向，
FN f mg F =72km/h =20m/s =6.0 ×105kg t=1min20s =80s
vt v0 由a ,得 t 20 0 a m / s 2 0.25m / s 2 80
由牛顿第二定律F合=ma，得
火车所受合外力为
F合=6.0×105 ×0.25N=1.5×105 N 即火车在加速过程中的合外力约为1.5 ×105 N 才能满足加速的要求。 实际情况中，火车肯定受阻力的影响。设火车受到 的阻力是车重的0.05倍，这时火车的牵引力是多大？ F合=F牵-f， f=0.05mg=3.0×105N F牵=F合+f=4.5×105 N
1．确定研究对象． 2．分析对象的受力情况和运动情况， 画出受力分析图． 3．选取初速度方向为正方向，列出 已知量（用国际单位）和待求量． 4．根据牛顿第二定律和运动学规律 建立方程联立求解． 5．验证结果是否正确.
课本P92例1 解：汽车的运动情况和受力情况如图所示。 选初速度方向为正方向，
N f mg
一、牛顿第二定律
内容：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，加速度的方向跟合外力 的方向相同。
表达式：F合=ma（计算时用国际单位） ※ F合与a具有同体性、同时性、同向性 ※ a 、F合与v同向，物体加速； a 、F合与v反向，物体减速
※ 9.8m/s2=9.8N/kg（因为1N=1kg· m/s2）