《牛顿第二定律》PPT课件.ppt

牛顿第二定律,物体运动状态的改变,物体的速度发生了变化,速度大小的改变,速度方向的改变,速度的大小和方向同时改变,指,包括,产生,原因,力的作用,原因,加速度,质量有关,质量是惯性大小的量度,还和,提出问题,物体的运动状态改变时会产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么，加速度跟物体所受力的大小及物体的质量之间有什么关系呢？,实验装置,研究方法,控制变量法 1、研究加速度和力的关系 2、研究加速度和质量的关系,研究加速度和力的关系,1、方法 :（控制质量不变）,2、实验原理： 由位移公式 可知，在时间t相 同的情况下，位移s和加速度a成正比，故比较小车的位移s就可以比较它们的加速度a。,3、实验步骤 4、实验现象 所受拉力大的小车，位移大。 5、实验结论 对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比。,研究加速度和质量的关系,研究表明： 在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比。,1、结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。,牛顿第二定律,2、公式： （k是比例常数） 3、公式的简化： 1N的定义 使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需要的力。 （如果都用国际单位）简化方程：,进一步表述,上面讲的是物体受到一个力作用的情况，物体受到几个力的作用时，公式中的F表示合力。 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。,注意 1、公式中的F表示物体所受的合外力，而不是其中的某一个或几个力。 2、力是产生加速度的原因，只有物体受到力的作用，物体才具有加速度，两者存在因果关系。 3、公式具有所谓“矢量性”，力的方向就是加速度的方向两者存在矢量对应关系。 4、力恒定不变，加速度也恒定不变；力随时间改变，加速度也随时间改变，在某一时刻，力停止作用，加速度随即消失，两者存在瞬时对应关系。(不存在时间的积累）,正确理解牛顿第二定律,1、瞬时性 2、矢量性 3、同一性 4、同时性 5、因果性：力是产生加速度的原因 6、独立性,例、静止的物体在一个方向不变、逐渐减小的力的作用下，将作（ ）。 A、匀减速直线运动 B、匀加速直线运动 C、加速度逐渐变大的变加速直线运动 D、加速度逐渐变小的变加速直线运动,D,3、下面的哪些说法不对？为什么？ A. 物体所受的合外力越大，加速度越大。 B. 物体所受的合外力越大， 速度越大。 C. 物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小。物体的速度逐渐减小。 D.物体的加速度大小不变一定受恒力的作用。 E.速度方向、加速度方向、合外力方向总是相同的,例3、质量为4kg的物体A，在力F的作用下产生1.5m/s2的加速度。若将A、B两物体捆绑在一起，在原来那个力F作用下，产生的加速度为1m/s2，则B物体的质量为多大？,F,A,F,A,B,牛顿第二定律的应用,牛顿第二定律反映了物体受力和加速度的关系，建立了运动和力的桥梁。 处理问题： （1）、已知物体受力求运动 （2）、已知物体运动求力,例、物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，物体的质量为4kg，受到水平方向6N的拉力作用。求： （1）、物体运动的加速度； （2）、在运动一段时间后将拉力撤去，物体在继续向前滑行过程中的加速度。（g=10m/s2）,0.5m/s2、 1m/s2,例、如图所示的传递带装置，A、B两皮带轮的轮心间距离为1.5m，皮带以速度2m/s作匀速运动，现将一小物体C轻轻放到传送带的A端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，那么需要多长时间物体C才能到达B端。,例 如图一个放置在水平桌面上的木块，其质量为m=2kg，受到一个斜向下的，与水平方向成30角的推力F=10N的作用，使木块从静止开始运动，5s后撤去推力，若木块与地面间的摩擦因数=0.1，求木块在地面上运动的总位移。,30,F,m,例、如图所示，质量m=4kg的物体；静止于水平面上，它受到一个水平拉力为F=10N的作用，拉力作用一段时间t后撤去，物体继续滑行到达B点速度恰好为零，已知AB两点距离为S=10m，物体与水平面间动摩擦因数0.2，求拉力F作用的时间t是多少？,作业1、一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N，求（1）物体的加速度。 （2）物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,1.1m/s2 4.4m/s 8.8m,作业、水平传送带以5m/s的恒定速度运动，传送带长AB=7.5m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数=0.5。试求这工件经多少时间由传送带左端运动到右端？,A,B,V,m,作业、如图一个放置在水平桌面上的木块，其质量为m=2kg，受到一个斜向下的，与水平方向成37角的推力F=10N的作用，使木块从静止开始运动，5s后撤去推力，若木块与地面间的摩擦因数=0.1，求木块在5s内的位移。,37,F,m,一斜面AB长为10 ,倾角为,一质量为kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(取10 m/s2),(1)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.,(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数是多少?,图 2,A,G,(1)、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示.建立直角坐标系.,小物体沿斜面即轴方向加速运动,设加速度为ax , 则ax,物体在轴方向没有发生位移,没有加速度则ay.,解析：,FN,x,y,由牛顿第二定律得：,解 析,把重力沿轴和轴方向分解：,又,所以：,设小物体下滑到斜面底端时的速度为,所用时间为,小物体由静止开始匀加速下滑, 则：,由,由,得,得,解 析, ,(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度，则在图示的直角坐标系中。,所以,又,所以,小物体与斜面间的动摩擦因数,由牛顿第二定律 得：,解 析,若给物体一定的初速度 当tg时, 物体沿斜面匀速下滑； 当tg（mgcosmgsin）时, 物体沿斜面减速下滑； 当tg（mgcosmgsin）时, 物体沿斜面加速下滑.,小 结,1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1分钟，在此1分钟内 A物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东 B物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末静止于初始位置 C物体时而向东运动，时而向西运动，在1分钟末继续向东运动 D物体一直向东运动，从不向西运动，在1分钟末静止于初始位置之东,巩固练习:,1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况,已知物体的受力情况,据F=m,求得,据,可求得S、V0、Vt、t,例2、质量为0.5kg的物体在与平拉力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0.4m/s变为0.6m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数=0.1，求作用力的大小。（g=9.8m/s2）,F,例3、质量为0.5kg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0.4m/s变为0.6m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数=0.1，求作用力的大小。（g=9.8m/s2）,F,30,例2:一个滑雪的人质量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30。在 t5s的时间内滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）,解：对人进行受力分析，建立坐标系， 把重力进行正交分解得： Gxmgsin Gymgcos 根据运动学规律：xv0t at2 得： 代入已知量的数值得：a4m/s2 根据牛顿第二定律Fma，即GxF阻ma得： F阻Gxmamgsinma 代入数值得：F阻67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,BD,例5、 如图所示，小车内的地面是光滑的，左下角放一个均匀小球，右壁上挂一个相同的球，两个球的质量均为4 kg，悬挂线与右壁成37角，小车向右加速前进求：当右壁对A球的压力为零时，左壁对B球的压力为多大？（g取10 m/s2）,例6、如图所示的传递带装置，A、B两皮带轮的轮心间距离为1.5m，皮带以速度2m/s作匀速运动，现将一小物体C轻轻放到传送带的A端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，那么需要多长时间物体C才能到达B端。,1、已知物体的运动情况，求解物体的受力情况,据F=m,求得,据,求得物体的受力情况,已知物体的运动情况,如图一个放置在水平桌面上的木块，其质量为m=2kg，受到一个斜向下的，与水平方向成30角的推力F=10N的作用，使木块从静止开始运动，5s后撤去推力，若木块与地面间的摩擦因数=0.1，求木块在地面上运动的总位移。,30,F,m,例4、如图一个放置在水平桌面上的木块，其质量为m=2kg，受到一个斜向下的，与水平方向成37角的推力F=10N的作用，使木块从静止开始运动，5s后撤去推力，若木块与地面间的摩擦因数=0.1，求木块在5s内的位移。,37,F,m,BD,1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况,已知物体的受力情况,据F=m,求得,据,可求得S、V0、Vt、t,例、两个物体A和B，质量分别为m1和m2，相互接触放在光滑的水平面上，如图所示，对物体A施加以水平推力F，则物体A对B的作用力为多大？,A,B,F,例2、某物体受互成120的两个力的作用，这两个力的大小都是8N，物体产生的加速度为2m/s2。求物体的质量,例3、质量为4kg的物体A，在力F的作用下产生1.5m/s2的加速度。若将A、B两物体捆绑在一起，在原来那个力F作用下，产生的加速度为1m/s2，则B物体的质量为多大？,F,A,F,A,B,例5、一个滑雪人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为30，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括空气阻力和滑动摩擦力）。,解动力学问题的一般步骤 1)、确定研究对象并进行隔离体受力分析，画出受力示意图，并进行适当的分解，使力集中在两个方向上，选取其中一个正方向。 2）、分析物体的运动情况，明确加速度的大小和方向。 3）、建立正交分解的直角坐标系，根据牛顿第二定律列出动力学方程，求解方程，对解讨论认定。,牛顿第二定律的应用（2）,1、连接体：由相互作用的运动着的两个或两个以上的物体组成，通常用隔离法求解，有时也用整体法研究。 2、隔离法：将连接体中的物体 逐个进行研究，分别作为隔离体研究对象，进行受力分析、运动情况分析，列出动力学方程求解。 3、将连接体作为整体，进行受力分析、运动情况分析，列出动力学方程，这种方法能求出的是整体所受外力或运动情况，而无法求出连接体内部物体间的相互作用力。要求相互作用力，就要再选择相关的某物体进行隔离法研究。,例、两个物体A和B，质量分别为m1和m2，相互接触放在光滑的水平面上，如图所示，对物体A施加以水平推力F，则物体A对B的作用力为多大？,A,B,F,例、如图所示，水平桌面上放着质量为M的滑块，用细绳通过定滑轮与质量为m的物体相连，滑块向右加速运动，已知滑块与桌面间的动摩擦因数为。试求滑块运动的加速度和细绳中的张力。,M,m,例、光滑水平面上放着质量为M的斜劈，斜劈上有一质量为m的滑块，斜劈的倾角为，滑块与斜劈间摩擦不计，为保证滑块与斜劈相对静止，用水平向左的力F作用在劈上，求力F的大小,M,m,F,如图所示，用细绳相连的两滑块A、B的质量分别为m1和m2，放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数均为，今用水平向右的力F拉A，A、B一起向右加速运动，求A、B的加速度和细绳中张力的大小。,F,A,B,m1,m2,如图所示，质量分别为m1=2kg、m2=3kg的两滑块放在光滑的水平面上，今有两个大小分别为F1=10N，F2=20N的力作用在m1和m2上，则： （1）、m1与m2之间的相互作用力为多大？ （2）、若将F1和F2的大小对调，则m1与m2之间的相互作用力又为多大？,A,V0,