高中物理必修：《牛顿第二定律》ppt课件

课堂讲义
(3)同体性：
公式F＝ma中a、F、m都是针对同一物体而言的． (4)独立性： 当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma ，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和 即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为
Fx ma x
Fy ma y
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3．合外力、加速度、速度的关系
预习导学 二、力学的单位制 1． 单位 2． 导出单位 3． 基本单位 导出单位 4． 长度 质量 时间 米 千克 秒 [想一想]：若质量的单位用克，加速度的单位用厘 米每二次方秒，那么力的单位是牛顿吗？牛顿第二 定律表达式中的系数k还是1吗？ 答案 只有当质量的单位用千克，加速度的单位用米每 二次方秒时，力的单位才是牛顿； 此时牛顿第二定律表达式中的系数才是1.
课堂讲义
【例1】下列对牛顿第二定 律的理解正确的是( ) A．由F＝ma可知，F与a 成正比，m与a成反比 B．牛顿第二定律说明当 物体有加速度时，物体才 受到外力的作用 C．加速度的方向与合外 力的方向一致 D．当外力停止作用时， 加速度随之消失
⑴ m决定于物体本身
⑵由 F＝ma可知，只有F 一定的前提下， m才与a 成反比。 力是产生加速度的原因 物体受到外力时才有的加 速度 矢量性 瞬时性
·
x
对点练习 力学单位制的理解与应用 4．关于力学单位制，下列说 力学中的基本单位只 有三个， 即kg、m、s F＝ma(k＝1)只有 在所有物理量都 采用国际单位制 时才能成立
法正确的是(
)
A．kg、m/s、N是导出单位 B．kg、m、s是基本单位 C．在国际单位制中，质量 的单位可以是kg，也可以是g
同一单位制中统一，一般统一到国际单位．
如果已知各物理量都是国际单位制中单位，所求 量也一定是国际单位制中单位，故在计算式中不必 一一写出各物理量的单位，而只是在计算式的后面
写出所求量的单位就行．
对点练习 对牛顿第二定律的理解 1．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma 及其变形公式的理解，正确的是( ) A．由F＝ma可知，物体所受的合力与 物体的质量成正比，与物体的加速度成 反比 F B．由m＝ a 可知，物体的质量与其所 受合力成正比，与其运动的加速度成反 比 F C．由a＝ m 可知，物体的加速度与其所 受合力成正比，与其质量成反比 D．由m＝ F 可知，物体的质量可以通过 a 测量它的加速度和它所受到的合力求出
速度增大的 越来越慢
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二、牛顿第二定律的简单应用
1．解题步骤 (1)确定研究对象． (2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动 示意图． (3)求合力F或加速度a. (4)根据F＝ma列方程求解．
课堂讲义 2．解题方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平 行四边形定则求这两个力的合力，加速度的方向即 是物体所受合外力的方向． (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分 解法求物体的合外力．
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第三章 牛顿运动定律
3.3 牛顿第二定律
目标定位
1
理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向 . 知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义 .
2
知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.
3
了解单位制的构成及力学中三个基本物理量在国 际单位制中的单位 能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题．
在水平方向： Fcos 37°－Ff＝ma 在竖直方向：FN＋Fsin 37°＝mg a＝0.5 m/s2
Ff＝μFN
G
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【例3】如图 332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 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； (2)求悬线对球的拉力大小．
课堂讲义 【例2】如图331所示，质量为4 kg的物体静止在水平 面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到 大小为20 N、与水平方向成37°角斜向上的拉力F作 用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小 . (g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
F2 Ff y FN F1 x
解法一(合成法)
F合＝mgtan 37°
图332 F
小球
37°
(1)由牛顿第二定律得
mg 车厢的加速度与小球相同， 向右匀加速或向左匀减速．
F合 3 a＝ m ＝gtan 37° ＝ g＝7.5 m/s2，水平向右． 4
F合
mg (2) F＝ ＝12.5 N. cos 37°
课堂讲义
【例3】如图 332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 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况； (2)求悬线对球的拉力大小．
4
预习导学 一、牛顿第二定律 1． 合力 合力方向 2． ma 矢 相同 3． 1 m/s2
[想一想]：从牛顿第二定律可知，无论多么小 的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用
力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿
第二定律有无矛盾？为什么？
答案
不矛盾；
F合＝0
a＝ 0
牛顿第二定律中的力是指合外力．
课堂讲义 【例4】一列质量为103 t的列车，机车牵引力为3.5×105 N，运动中所受阻力为车重的0.01倍．列车由静止开始 做匀加速直线运动，速度变为180 km/h需多长时间？此 过程中前进了多远距离？(g取10 m/s2)
v＝180 km/h＝50 m/s F＝0.01G＝0.01× 106×10 N＝1×105 N m＝103 t＝106 kg
D．只有在国际单位制中，
牛顿第二定律的表达式才是
F＝ma
(1)力与加速度为因果关系，但无先后关系，力是因
，加速度是果．加速度与合外力方向总相同、大小
与合外力成正比．
(2)力与速度无因果关系：合外力与速度方向可以同
向，可以反向．合外力与速度方向同向时，物体做
加速运动，反向时物体做减速运动．
课堂讲义
(3)两个加速度公式的区别
Δv a＝ Δt 是加速度的定义式，是比值法定义的物理量，a 与 v、Δv、Δt 均无关； F a＝m 是加速度的决定式， 它提示了产生加速度的原因 及决定因素：加速度由其受到的合外力和质量决定．
课堂讲义 针对训练 初始时静止 在光滑水平面上的物体， 受到一个逐渐减小的水 平力的作用，则这个物 体运动情况为 ( ) A．速度不断增大，但增 大得越来越慢 B．加速度不断增大，速 度不断减小 C．加速度不断减小，速 度不断增大 D．加速度不变，速度先 减小后增大 加速
牛顿第二定律 ：F＝ma a 逐渐减小
由牛顿第二定律得F牵－F＝ma
F牵－F 3.5× 105－1× 105 a＝ m ＝ m/s2＝0.25 m/s2 6 10
v－v0 50－0 t＝ a ＝ s＝200 s. 0.25 v2－v2 502－0 0 位移 x＝ 2a ＝ m＝5× 103 m＝5 km 2× 0.25
课堂讲义 借题发挥 应用物理公式计算前应先将各物理量的单位在
力与加速度具 有瞬时对应性
v ＝at ，
t=0时，v=0
加速度变小，速 度仍然增大
对点练习 牛顿第二定律的简单应用
3．如图333所示，静止在水平地面上的小黄鸭质量m＝20 kg， 受到与水平面夹角为53°的斜向上的拉力，小黄鸭开始沿水平 地面运动．若拉力F＝100 N，小黄鸭与地面的动摩擦因数为0.2， 求： (1)把小黄鸭看做质点，作出其受力示意图； (2)地面对小黄鸭的支持力； 图333 (3)小黄鸭运动的加速度的大小．(sin 53°＝0.8，cos 53°＝ 0.6，g＝10m/s2) y (2)根据牛顿第二定律：竖直方向： F Fsin 53°－FN＝mg FN 53° FN＝mg－Fsin 53°＝120 N， 竖直向上； Ff (3) Ff＝μFN＝24 N mg Fcos 53°－Ff＝ma a＝1.8 m/s2
m与F、 a皆无关
对点练习 2．静止在光滑水平地面上的物体， 受到一个水平拉力的作用，以下说 法正确的是( ) A．当力刚开始作用的瞬间，物体 立即获得加速度，但速度仍为零 B．当力刚开始作用的瞬间，物体 同时获得速度和加速度 C．物体运动起来后，拉力变小时， 物体一定减速 D．物体运动起来后，拉力反向， 物体的加速度立即反向
解法二(正交分解法) x方向： Fsin 37°＝ma y方向：Fcos 37°－mg＝0
3 a＝ g＝7.5 m/s2 水平向右． 4 车厢向右匀加速 或向左匀减速 ． mg (2) F＝ ＝12.5 N. cos 37°
图332 y F2 F
小球
37°
F1
x
mg
课堂讲义 三、单位制在计算中的应用 1．单位制可以简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中， 用国际单位制中的基本单位和导出单位表示，这样就 可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上 相应待求量的单位即可． 2．单位制可检查物理量关系式的正误 如果发现某公式在单位上有问题，或者所求结果的 单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该 公式或计算结果肯定是错误的． 3．比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们 的单位统一到同一单位制中，再根据数值来比较．
课堂讲义 一、对牛顿第二定律的理解 1．表达式： F＝ma，F指合外力． 2．对牛顿第二定律的理解
(1)瞬时性： a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对 应关系．
(2)矢量性： F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外 力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时 变化，即a与F的方向在任何时刻均相同．