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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/11/13,0,4.3,4.3,1,1,理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义,(,重点难点,),2,知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的,3,会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题,(,重点难点,),学习目标,1理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义(重点难点),2,物体运动状态的改变就是指速度发生了变化，即物体产生加速度。,力是改变物体运动状态的原因，,即：力是产生加速度的原因,.,质量,是物体惯性大小的量度。,物体运动状态发生改变的原因是什么,?,物体的运动状态改变怎么描述？,物体运动状态改变的难易程度与谁有关？,复习回固,物体运动状态的改变就是指速度发生了变化，即物体产生加速度。力,3,即,1,、质量,m,一定，加速度,a,与力,F,的关系,a,F,当,m,一定时，,a,和,F,成正比,当,F,一定时，,a,和 成正比,a,即,2,、力,F,一定，加速度,a,与质量,m,的关系,探究回顾,即1、质量m 一定，加速度a与力F 的关系a F当m一定时,4,a,F,正比于,a,a,F,ma,F,kma,探究总结：物体加速度的大小跟它受到的作用力成,正比、跟它的质量成反比。,比例系数,新课教学,a F正比于a a Fma Fkma探究总结：物,5,一、牛顿第二定律,1.,内容：物体加速度的大小跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。,2.,数学表达式：,F=kma,一、牛顿第二定律,6,为了使,F,=,kma,简单一些，取,k,=1，,则：,F,=,ma,研究表明：使质量,m,=1 kg 的物体产生,a,=1 m/s,2,的加速度所需要的力,由,F=ma,=1 kg1m/s,2,=1 kgm/s,2,把,1 kgm/s,2,叫做一个单位的力,1 N=1 kgm/s,2,二、牛顿第二定律与力的单位,规定：物理学中把使质量,m,=1kg,的物体，获得,1m/s,2,的加速度的力为“个单位的力”，即,k,=1,，,人们后来为了纪念牛顿，,1N=1 kgm/s,2,力单位的由来,定义：,为了使 F=kma 简单一些，取 k=1，则：F,7,F,合,=,ma,F,合,：,物体所受的合外力,m,：,物体的质量,a,：,物体的加速度,国际单位制，牛顿第二定律简化成：,a,的方向与,F,合,方向相同,F合=maF合：物体所受的合外力m：物体的质量a：物,8,三,.,对牛顿第二定律的理解,(1),同体性,:a,、,F,、,m,对应于同一物体,牛顿第二定律内容中后半句话：加速度的方向跟作用力的方向相同。,F,A,光滑水平面,F,和,a,都是矢量,牛顿第二定律,F=ma,是一个矢量式,它反映了,加速度方向始终跟合力方向相同,.,(2),矢量性,:a,与,F,的方向总是相同,三.对牛顿第二定律的理解(1)同体性:a、F、m对应于同一,9,F,A,光滑水平面,物体受到拉力,F,之前静止 物体受到拉力,F,之后做什么运动,?,撤去拉力,F,后，物体做什么运动,?,F,增大、减小时，,a,怎样,?,物体的加速度随合力的变化而变化,存在瞬时对应的关系,.,(3),瞬时性,:a,与,F,是瞬时对应关系,a,与,F,总是同生同灭同变化,FA光滑水平面物体受到拉力F之前静止,10,(4),独立性,:,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,(5),因果性,:m,是内因、,F,是外因，,a,由,F,、,m,共同决定,(6),相对性,:,惯性参照系,(,地面系,),(7),统一性,:,统一用国际制的单位,(4)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度(5)因果,11,课堂练习,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，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比；,B.,由,m,可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比；,C.,由,a,可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；,D.,由,m,可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。,CD,课堂练习1.下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的,12,课堂练习,2,.,如图，一物体质量为,m,=100 kg,，放于货车上，随车一起沿平直公路匀加速运动，加速度大小为,a,=1m/s,2,，已知物体与车底板间的动摩擦因数为,=0.3,，求物体所受的摩擦力。,mg,F,N,a,F,f,解：物体随车一起向右做加速运动，其加速度水平向右由加速度与合力方向相同必水平向右，则物体受力如图所示，据牛顿第二定律，在水平方向上有：,F,f,ma,100 kg1,.,0 m/s,2,100 N,即物体所受静摩擦力大小为100 N，方向水平向右,.,课堂练习2.如图，一物体质量为m=100 kg，放于货车上，,13,B,F,A,课堂练习,3,.,如图，质量为,m,=2kg,的物块,A,放置在水平木板,B,上，,A,与,B,间的动摩擦因数,1,=0.2,，,B,与水平面间的动摩擦因数为,2,=0.3,，,B,的质量为,M,=4kg,，现用水平拉力,F,=10N,拉,A,，试求,A,未滑出,B,之前，,A,、,B,的加速度分别是多少？（,g,=10m/s,2,）,F,f,B,解：以,A,为研究对象，则其受力如图所示,.,在水平方向，由牛顿第二定律：,F,-,F,f,B,=,ma,在竖直方向：,F,N,B,=,mg,解得：,a,=3N,mg,F,N,B,F,f,B,=,1,F,N,B,BFA课堂练习3.如图，质量为m=2kg的物块A放置在水平,14,课堂练习,4,.,如图，质量为,m,=2kg,的物块,A,放置在水平木板,B,上，,A,与,B,间的动摩擦因数,1,=0.2,，,B,与水平面间的动摩擦因数为,2,=0.3,，,B,的质量为,M,=4kg,，现用水平拉力,F,=10N,拉,A,，试求,A,未滑出,B,之前，,A,、,B,的加速度分别是多少？（,g,=10m/s,2,）,B,A,F,f,平面,Mg,F,压,A,F,f,A,F,N,以,B,为研究对象，则其受力如图所示,.,在竖直方向：,F,N,=,F,压,A,+,Mg,，,解得：,F,f,平面,=18N,，,F,f,平面,=,2,F,N,F,压,A,=F,N,B,=,mg,F,f,A,=4N,，,F,f,平面,F,f,A,，,所以,B,静止，即加速度为,0.,课堂练习4.如图，质量为m=2kg的物块A放置在水平木板B,15,课堂练习,5,.,台阶式电梯与地面的夹角为,，一质量为,m,的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止，如图所示。则当电梯以加速度,a,匀加速上升时，求：人受到的摩擦力是多大,?,人受电梯的支持力是多大？,mg,F,N,F,f,a,解：以人为研究对象，则其受力如图所示,.,在水平方向，由牛顿第二定律得：,F,f,=,ma,cos,在竖直方向，由牛顿第二定律得：,F,N,-,mg,=,ma,sin,解得：,F,f,=,ma,cos,，,F,N,=,m,（,g,+,a,sin,）,课堂练习5.台阶式电梯与地面的夹角为，一质量为 m 的人站,16,课堂练习,6,.,在平直路面上，质量为,1 100kg,的汽车在进行研发的测试，当速度达到,100km/h,时取消动力，经过,70s,停了下来，汽车受到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为,2 000N,，产生的加速度是多少？假定试车过程中汽车受到的阻力不变,.,汽车重新加速时的受力情况,汽车减速时受力情况,G,F,N,F,阻,F,阻,F,F,N,G,课堂练习6.在平直路面上，质量为1 100kg的汽车在进行研,17,由牛顿第二定律得：,解：沿汽车运动方向建立坐标轴,第一阶段，汽车做匀变速运动,v,0,=100 km/h=27.8 m/s,，,t,=70 s,，,v,=0 m/s,F,合,=,F,F,阻,=2 000N-437N=1 563N,G,F,N,F,阻,第二阶段，汽车重新起步加速,F,阻,F,F,N,G,由牛顿第二定律得：解：沿汽车运动方向建立坐标轴第一阶段，汽车,18,分析物体的,受力情况,和,运动情况,，画出研究对象的受力分析图,求出,合力,选取正方向，根据,牛顿运动定律,和,运动学规律,建立方程并求解,确定,研究对象,四,.,用牛顿第二定律解题的一般步骤,分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图求,19,五,.,应用牛顿第二定律解题的方法（方法总结）,(1),矢量合成法：若物体只受两个力作用，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合力的方向即加速度的方向,.,(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所受的合外力,.,建立直角坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向,(,也就是不分解加速度,),，将物体所受的力正交分解后，列出方程,F,x,ma,，,F,y,0(,或,F,x,0,，,F,y,ma,).,特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立,在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程求解.,五.应用牛顿第二定律解题的方法（方法总结）(1)矢量合成法：,【牛刀小试,1,】,某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能测定列车的加速度。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为,，求列车的加速度。,mg,F,T,F,a,解：方法,1,以小球为研究对象，其受力如图,.,则,F,=,mg,tan,由牛顿第二定律得：,方法,2,见教材,【牛刀小试1】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列,21,课下讨论,一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小球从刚接触弹簧到被压缩最短过程中小球的速度、加速度怎样变化？,生活应用,课下讨论一小球从竖直在地面上轻弹簧正上某处自由落下,试分析小,22,【牛刀小试,2,】,2.,在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的外力作用时，这一过程木块将做,A.,匀减速运动,B.,匀加速运动,C.,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,1.,质量为,1kg,的物体受到两个大小分别为,2N,和,4N,的共点力作用。则物体的加速度大小可能是,A.5m/s,2,B.3m/s,2,C.2m/s,2,D.0.5m/s,2,【牛刀小试2】2.在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个,23,【牛刀小试,3,】,一个物体质量为,m,，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下滑,，（,1,）,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,，求物体的加速度,。,mg,F,N,F,合,a,F,f,F,2,F,1,解：,（,1,）若斜面光滑，对物体受力分析如图：,根据牛顿第二定律：,mg,sin,=,ma,，得：,a,=,g,sin,（,2,）若斜面粗糙，物体受力如图,根据牛顿第二定律：,mg,sin,-,F,f,=,ma,F,f,=,F,N,，,F,N,=,mg,cos,联立得：,a,=,g,sin,-,g,cos,【牛刀小试3】一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，物,24,作用于,则是每个力产生的,物体上的,每一个力,各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的,实际加速度加速度的矢量和。,独立性,物体加速度,a,的方向与物体所受合力,F,合的,方向始终相同,矢量性,物体的加速度和物体所受的合力总是,同生、同灭、同步变化,瞬时性,小结,牛顿第二定律,物体加速度的,大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,，加速度的,方向跟作用力的方向相同,。,牛顿第二定律总结,作用于则是每个力产生的物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从,25,
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