43牛顿第二定律 (2)

学习目标学习目标1.1.掌握牛顿第二定律的内容，提高利用牛顿掌握牛顿第二定律的内容，提高利用牛顿第二定律进行计算的能力。第二定律进行计算的能力。2.2.自主学习、合作探究，掌握由实验归纳物自主学习、合作探究，掌握由实验归纳物理规律的方法，理规律的方法，3.3.积极思考、全力以赴，养成实事求是的科积极思考、全力以赴，养成实事求是的科学态度。学态度。重点：牛顿第二定律的理解和应用。重点：牛顿第二定律的理解和应用。难点：归纳总结牛顿第二定律的方法。难点：归纳总结牛顿第二定律的方法。探究点一：牛顿第二定律（重点）探究点一：牛顿第二定律（重点）问题问题1 1：牛顿第二定律的文字表述和意义。：牛顿第二定律的文字表述和意义。(1)(1)假如你是科学家，你能否想个办法把假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？消掉？(2)(2)怎样准确表述牛顿第二定律的内容？怎样准确表述牛顿第二定律的内容？(3)(3)式中的三个物理量各代表什么意义？式中的三个物理量各代表什么意义？(4)(4)牛顿第二定律的意义是什么？牛顿第二定律的意义是什么？回回顾顾a FF ma 正比于正比于a m1a mFF k ma k 为比例系数为比例系数思思考考假如你是科学家，你能否想个办法把假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？消掉？把把能够使质量是能够使质量是1 kg的物体产生的物体产生1 m/s2 的加速度的加速度的这么大的力定义为的这么大的力定义为1 N，即，即 1牛牛=1千克千克 米米/秒秒2可见，如果都用可见，如果都用国际单位制国际单位制的单位，在上式的单位，在上式中就可以使中就可以使k=1=1，上式简化成上式简化成Fma 牛顿第二定律的数学表达式牛顿第二定律的数学表达式Fkma 牛牛顿顿第第二二定定律律内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用加速度的方向跟作用力的方向相同。力的方向相同。F合合ma 合外力合外力质量质量加速度加速度意义：牛顿第二定律给出了加速度与力和质意义：牛顿第二定律给出了加速度与力和质量的定量关系，包括方向关系。量的定量关系，包括方向关系。问题问题2 2：怎样才能准确理解牛顿第二定律？：怎样才能准确理解牛顿第二定律？(1)(1)式中的三个物理量针对的是怎样的研究对象？式中的三个物理量针对的是怎样的研究对象？(2)(2)式中的式中的F和和a在任一时刻下有怎样的对应关系在任一时刻下有怎样的对应关系？(3)(3)式中的式中的F和和a在在方向上有怎样的关系？方向上有怎样的关系？(4)(4)若物体受到多个力的作用，各个力是否会产若物体受到多个力的作用，各个力是否会产生加速度？而物体最终的加速度又取决于什么？生加速度？而物体最终的加速度又取决于什么？a的方向与的方向与F的方向的方向一定一定相同相同F、m、a是对于同一个物体而言的是对于同一个物体而言的F和和a时刻对应：同时产生、时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化同时消失、同时变化每个力各自独立地使物体产生一个加速度每个力各自独立地使物体产生一个加速度矢量性矢量性独立性独立性同体性同体性同时性同时性判断下列说法的正误：判断下列说法的正误：物体合外力减小时，加速度一定减小物体合外力减小时，加速度一定减小物体速度为零，合外力一定为零物体速度为零，合外力一定为零物体合外力为零时，速度一定为零物体合外力为零时，速度一定为零物体合外力减小时，速度一定减小物体合外力减小时，速度一定减小物体的运动方向一定跟合外力的方向相同物体的运动方向一定跟合外力的方向相同物体的加速度大小不变一定受恒力作用物体的加速度大小不变一定受恒力作用根据根据m=F/a，物体的质量跟外力成正比，物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比跟加速度成反比针对练习：针对练习：探究点二：牛顿第二定律的应用探究点二：牛顿第二定律的应用（重点）（重点）某质量为某质量为1100kg的汽车在平直路面上试车，当的汽车在平直路面上试车，当达到达到100km/h的速度时关闭发动机，经过的速度时关闭发动机，经过70s停停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为时牵引力为2000N，产生的加速度应为多大？，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。假定试车过程中汽车受到的阻力不变。应用应用1 1：思考：通过此题能否总结出牛顿第二定律解题思考：通过此题能否总结出牛顿第二定律解题的一般步骤？的一般步骤？汽车重新加速时的受力情况汽车减速时受力情况GFNF阻阻F阻阻FFNG受力分析：受力分析：解：沿汽车运动的方向建立坐标轴解：沿汽车运动的方向建立坐标轴在试车的第一阶段，汽车做匀变速直线在试车的第一阶段，汽车做匀变速直线运动，初速度运动，初速度 ，末速度为末速度为0，滑行时间，滑行时间 。因此加。因此加速度速度 为为汽车受到的阻力为汽车受到的阻力为负号表示阻力的方向与坐标轴的方向相反，负号表示阻力的方向与坐标轴的方向相反，即与速度方向相反。即与速度方向相反。在重新起步并加速后，汽车除了受到上述在重新起步并加速后，汽车除了受到上述阻力外，还受到牵引力阻力外，还受到牵引力 ，的方向与坐的方向与坐标轴的方向一致，取正号。合力是牵引力标轴的方向一致，取正号。合力是牵引力与阻力的代数和，即与阻力的代数和，即由牛顿第二定律可得汽车的加速度由牛顿第二定律可得汽车的加速度在试车的第二阶段，加速度为正值，这表在试车的第二阶段，加速度为正值，这表示它的方向与坐标轴的方向相同，即与速示它的方向与坐标轴的方向相同，即与速度方向相同。度方向相同。用用牛牛顿顿第第二二定定律律解解题题的的一一般般步步骤骤确定确定研究对象研究对象。分析物体的分析物体的受力情受力情况况和和运动情况运动情况，画出研，画出研究对象的受力分析图。究对象的受力分析图。求出求出合力合力。选取正方向，根据选取正方向，根据牛顿运动定律牛顿运动定律和和运动学运动学规律规律建立方程并求解。建立方程并求解。一个物体，质量是一个物体，质量是2 2，受到互成，受到互成120120o o角的两角的两个力个力F F1 1和和F F2 2的作用。这两个力的大小都是的作用。这两个力的大小都是10N10N，这个物体的加速度是多少？，这个物体的加速度是多少？应用应用2 2：讨论：此题中求加速度的方法有几种？讨论：此题中求加速度的方法有几种？正交分解法平行四边形法F1F20Fxy0F1F2有没有其他方法？0F1F2a2a1a分析：分析：正交分解法xy0F1F2解：如图建立坐标系。解：如图建立坐标系。力力 和和 的分力为的分力为 和和 大小相等，方大小相等，方向相反，作用相互抵消。向相反，作用相互抵消。由牛顿第二定律可得加速度由牛顿第二定律可得加速度加速度的方向与加速度的方向与 方向相同，即沿方向相同，即沿 和和 的角平分线方向。的角平分线方向。说说一一说说质量不同的物体，所受的重力不一样，它质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释？解释？练练习习1 质量为质量为1kg 的物体受到两个大小分别为的物体受到两个大小分别为2N 和和4N 的共点力作用。则物体的加速度的共点力作用。则物体的加速度大小可能是大小可能是A.5m/s2 B.3m/s2C.2m/s2 D.0.5m/s2练练习习2 在光滑水平面上的木块，在水平方向在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做块将做A.匀减速运动匀减速运动B.匀加速运动匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动速度逐渐增大的变加速运动练练习习3 一个物体质量为一个物体质量为m，放在一个倾角为，放在一个倾角为的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度）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）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求，求物体的加速度物体的加速度。GFNF合合aFfF2F1小小结结一、牛顿第二定律内容及表达式一、牛顿第二定律内容及表达式二、对牛顿第二定律的理解：二、对牛顿第二定律的理解：同体性、同时性、矢量性、独立性同体性、同时性、矢量性、独立性三、运用牛顿第二定律解题三、运用牛顿第二定律解题